專利名稱：異物傳感器直流脈沖驅(qū)動與檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵路環(huán)境監(jiān)測的異物侵限防災減災領(lǐng)域，主要用于監(jiān)測公跨鐵橋梁、 隧道以及易發(fā)生地質(zhì)災害的地段的異物侵限情況。
背景技術(shù)：
隨高速鐵路技術(shù)發(fā)展，鐵路防災作為一項大的工程項目，成為每一條新建高速鐵 路一項大的工程與技術(shù)問題，影響到高速列車的行車安全，具體表現(xiàn)在天氣因素、地質(zhì)因素 以及人為因素，這些因素會引起重大的行車安全事故。特別是由地質(zhì)因素以及人為因素引 起的異物侵限，如陡坡落石、橋上異物跌落等會直接造成列車脫軌甚至更大的安全行車事 故。因此異物侵限傳感器是鐵路防災系統(tǒng)中的一個非常核心的組成部分。當前國內(nèi)異物攔截網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展到第三代，采用復合材料以及檢測線纜采用密繞模 式，并且檢測線纜與攔截網(wǎng)復合材料通過低溫澆鑄的方式成為一個整體。為了提高攔截網(wǎng) 的攔截準確性，采用線纜密繞的模式，在攔截網(wǎng)雙網(wǎng)工作的情況下勢必造成雙網(wǎng)之間的耦 合情況嚴重，對交流檢測電路影響很大，采用傳統(tǒng)的動態(tài)檢測電路無法進行檢測。

發(fā)明內(nèi)容
為解決當前異物電網(wǎng)動態(tài)檢測中存在的問題，本發(fā)明提供了一種異物傳感器直流 脈沖驅(qū)動與檢測裝置。異物傳感器直流脈沖驅(qū)動與檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括方波信號發(fā)生 與調(diào)整電路、功率放大電路、變壓器耦合與放大電路、全波整流電路、信號特征檢測電路、低 通濾波電路、現(xiàn)場落物繼電器、頻率檢測變壓器、防雷電路以及第三代攔截網(wǎng)；所述方波信號發(fā)生與調(diào)整電路的輸出端分別與功率放大電路以及信號特征檢測 電路的輸入端相連；所述功率放大電路的輸出端與變壓器耦合與放大電路的輸入端相連；所述變壓器耦合與放大電路中變壓器的一個副繞組的輸出端經(jīng)過防雷電路與第 三代攔截網(wǎng)的輸入端相連，另一個副繞組的輸出端與信號特征檢測電路的輸入端相連；所述頻率檢測變壓器的主繞組經(jīng)防雷電路與第三代攔截網(wǎng)的輸出端相連，一個副 繞組的輸出端與與信號特征檢測電路的輸入端相連，其另一個副繞組的輸出端經(jīng)低通濾波 電路與現(xiàn)場落物繼電器相連；所述低通濾波電路將其為現(xiàn)場落物繼電器提供的驅(qū)動信號傳送至信號特征檢測 電路。所述全波整流電路將交流信號轉(zhuǎn)為直流脈沖信號并輸出。當所述攔截網(wǎng)采用多層電網(wǎng)模式時，采用不同頻率的脈沖信號，通過監(jiān)測不同點 的信號頻率防止信號串入。所述信號特征檢測電路與控制中心采用數(shù)據(jù)通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。本發(fā)明采用直流脈沖技術(shù)可以很好地解決由于攔截網(wǎng)采用兩種交流信號而出現(xiàn)互擾現(xiàn)場的問題，同時由于信號采用動態(tài)脈沖信號，提高了系統(tǒng)的安全性與可靠性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細說明圖1為異物傳感器直流脈沖驅(qū)動與檢測裝置框圖；圖2為頻率檢測變壓器的連線方式示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，方波信號發(fā)生與調(diào)整電路為系統(tǒng)提高工作信號，通過調(diào)整工作信號 的脈沖強度調(diào)整輸出電路的大小。功率放大電路對方波信號進行功率放大，以驅(qū)動變壓器 耦合與放大電路。信號經(jīng)過全波整流電路、防雷電路、第三代攔截網(wǎng)到頻率檢測變壓器主繞 組，該變壓器的一個副繞組為信號特征檢測電路提供頻率檢測信號。信號發(fā)生與檢測頻率都要進行測量并抵對，防止其它交流信號以及接口電路工作 故障造成的誤動作。當攔截網(wǎng)采用多層電網(wǎng)模式時，采用不同頻率的脈沖信號，通過監(jiān)測不 同點的信號頻率防止信號串入。異物侵限傳感器方波信號發(fā)生與調(diào)整電路、功率放大電路、變壓器耦合與放大電 路、全波整流電路等關(guān)鍵電路部分都采用純模擬電路實現(xiàn)，以確保電路的可靠性，同時電 壓、頻率監(jiān)測電路采用數(shù)字電路實現(xiàn)，并通過數(shù)字通信與控制中心聯(lián)系，實現(xiàn)報警功能以及 故障定位功能。信號發(fā)生與調(diào)整電路以及功率放大電路基本組成部分如下采用最基本、最成熟的LC電路作為信號產(chǎn)生電路，產(chǎn)生近似方波信號，通過電容 隔離以及電壓調(diào)整，然后采用音頻功率放大器件對信號進行放大，放大電路采用LM1875作 為功率放大器件，同時采用直流跟隨，交流放大的模式，對信號進行放大，產(chǎn)生50%占空比 方波信號。功率放大電路輸出最大電壓為20V峰峰電壓。變壓器耦合與放大電路將信號進行耦合與隔離，并對信號進行放大，提供給全波 整流電路。同時由于變壓器的另一個副邊產(chǎn)生的交流信號由信號特征檢測電路進行處理， 測量信號頻率。全波整流電路將交流信號轉(zhuǎn)為直流脈沖信號并輸出，這樣可以保留信號的交流特 征，為回復信號檢測提供信號頻率特征。頻率檢測變壓器的連線方式如圖2所示，將T2的主繞組一端作為輸入，一端作為 輸出，這樣對于由INPUT端輸入的直流脈沖信號，不會影響其直流分量，而將脈沖交流分量 輸出，從而為頻率檢測電路提供檢測信號，這個頻率信號與信號發(fā)生是調(diào)整電路的信號頻
率的二倍。信號經(jīng)過頻率檢測變壓器后，交流分量會產(chǎn)生很大衰減，但為了進一步降低交流 分量，采用電容作為無源低通濾波器件，為現(xiàn)場落物繼電器和信號特征檢測電路提供信號。信號特征監(jiān)測電路需要監(jiān)測的信號包括方波信號發(fā)生與調(diào)整電路的輸出頻率、 變壓器耦合與放大電路中變壓器的另一個副邊產(chǎn)生的交流信號、頻率檢測變壓器副繞組的 輸出頻率、落物繼電器驅(qū)動電壓，同時在面板顯示信號發(fā)生頻率、信號接收頻率、以及繼電 器驅(qū)動電壓，以便于現(xiàn)場人員進行調(diào)試。同時該電路需要與控制中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，采用數(shù)據(jù)通信接口，如CAN或485等實現(xiàn)。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.異物傳感器直流脈沖驅(qū)動與檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括方波信號發(fā)生與 調(diào)整電路、功率放大電路、變壓器耦合與放大電路、全波整流電路、信號特征檢測電路、低通 濾波電路、現(xiàn)場落物繼電器、頻率檢測變壓器、防雷電路以及第三代攔截網(wǎng)；所述方波信號發(fā)生與調(diào)整電路的輸出端分別與功率放大電路以及信號特征檢測電路 的輸入端相連；所述功率放大電路的輸出端與變壓器耦合與放大電路的輸入端相連；所述變壓器耦合與放大電路中變壓器的一個副繞組的輸出端經(jīng)過防雷電路與第三代 攔截網(wǎng)的輸入端相連，另一個副繞組的輸出端與信號特征檢測電路的輸入端相連；所述頻率檢測變壓器的主繞組經(jīng)防雷電路與第三代攔截網(wǎng)的輸出端相連，一個副繞組 的輸出端與與信號特征檢測電路的輸入端相連，其另一個副繞組的輸出端經(jīng)低通濾波電路 與現(xiàn)場落物繼電器相連；所述低通濾波電路將其為現(xiàn)場落物繼電器提供的驅(qū)動信號傳送至信號特征檢測電路。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述全波整流電路將交流信號轉(zhuǎn)為直流脈 沖信號并輸出。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當所述攔截網(wǎng)采用多層電網(wǎng)模式時，采用不 同頻率的脈沖信號，通過監(jiān)測不同點的信號頻率防止信號串入。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述信號特征檢測電路與控制中心采用數(shù) 據(jù)通信接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種異物傳感器直流脈沖驅(qū)動與檢測裝置，該裝置采用直流脈沖信號，并監(jiān)測輸入與輸出信號的電壓以及頻率，保證信號不會因為由于串線等原因引入其它信號造成電網(wǎng)無法正常工作；當攔截網(wǎng)采用多層電網(wǎng)模式時，采用不同頻率的脈沖信號，通過監(jiān)測不同點的信號頻率防止信號串入。本發(fā)明采用直流脈沖技術(shù)可以很好地解決由于攔截網(wǎng)采用兩種交流信號而出現(xiàn)互擾現(xiàn)場的問題，同時由于信號采用動態(tài)脈沖信號，提高了系統(tǒng)的安全性與可靠性。
文檔編號B61L23/00GK102060039SQ201010534159
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者張智祥, 楊勇, 段成明 申請人:北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司