[发明专利]一种用于检测移动物体与其轨道间距离的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测移动物体与其轨道间距离的装置，尤其涉及一种用于磁浮车与其轨道间距离的检测装置。

背景技术

移动物体与轨道间距离的检测方法一般有下述两种：第一种是在轨道上沿途敷设一定形状的电信号发射器，车上安装接收器，接收器接收到的电信号与距离成反比衰减趋势，由此可检测出当悬浮移动物体与轨道间的距离；第二种方法是移动物体接收器根据轨道发送器发送来的脉冲信号或M序列信号的相位偏移(延迟分量)来检测距离。

这两种方法的缺点是：由于要在地面安装信号发射器，当轨道很长时，费用昂贵；且信号发射器是有源的，发生故障时不便于维护。另外，这两种方法设计的检测装置应用于轨道磁阻或电阻具有周期性变化的情况时，会引起测量信号的周期性变化，从而影响距离检测的准确性。如轨道交通中使用的磁浮轨道，其磁阻的变化即呈周期性变化，从而这两种方法都不适用于磁浮车与轨道间距离的检测。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于检测移动物体与其轨道间距离的装置，该种装置适用于检测移动物体与其磁阻或电阻具有周期性变化的轨道间的距离，检测时不受轨道磁阻或电阻周期性变化的影响，检测精度高；并且其所需安装的器件少，成本低，便于维护。

本发明所采用的技术方案是：一种用于检测移动物体与其轨道间距离的装置，包括高频信号源的信号进入传感器，由信号处理电路对传感器感应的信号进行处理，其结构特点是：高频信号源、传感器及信号处理电路均安装在移动物体上，其中传感器检测头由感应绕组组成。

感应绕组(A)由一根导线绕成的2个或2以上的偶数个纵向排列、大小相同、匝数相等的感应线圈构成，且相邻的感应线圈的绕向相反；感应绕组沿轨道纵向方向的长度等于轨道磁阻或电阻周期变化的一个周期的纵向间距的整数倍；

或者感应绕组为2组或2组以上，相邻感应绕组在轨道的纵向上依次错开排列，相邻绕组错开的距离等于轨道磁阻或电阻周期变化的一个周期的纵向间距的整数倍除以绕组数。

本发明的工作过程和原理是：

测量时，信号发生器产生的高频信号送到传感器的感应绕组的感应线圈中，在感应线圈中有相同频率的高频信号存在，由信号处理器接收感应线圈上的产生的高频电压信号。该高频电压信号的幅值与线圈的电感量成正比，而感应线圈的电感量又与其下方的轨道间的垂直距离(间隙)成反比，从而信号处理电路通过接收到的高频电压信号的幅值可以测出移动物体与轨道间的间隙。并且通过特定分布的2个或2个以上的感应线圈，或者2个或2个以上的绕组，来消除轨道磁阻或电阻周期性变化对测量结果的影响。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

一、由于线圈中高频电压的幅值输出随着轨道中磁阻或电阻的周期变化而呈相同周期的正弦周期变化。本发明的一个绕组中特定分布2个或2个以上的感应线圈，使得各感应线圈中的高频感应电压的幅值变化的相位差为一个或数个360度相位的均分。如：感应线圈为6个，其长度等于轨道磁阻或电阻周期变化的一个周期的纵向间距(D)的2倍，则相邻线圈间的相位差为120度。各个线圈的电压信号相加后，因磁阻或电阻周期变化带来各线圈的正弦变化量相互抵消，合为零；输出到信号处理电路的电压信号幅值是仅与轨道间隙有关的信号幅值。本发明也可采用特定分布的2个或2个以上的绕组(即单个线圈或多个线圈构成绕组)，同样，使每个绕组的电压幅值的输出信号在信号处理电路中相加时，也同样使磁阻或电阻周期变化带来各绕组的正弦变化量相互抵消。因此，本发明的检测装置适用于移动物体与其磁阻或电阻周期变化的轨道间距离的检测，检测时不受轨道磁阻或电阻周期性变化的影响，检测精度高。

二、由于高频信号源、传感器及信号处理电路均安装在移动物体上，随移动物体同时移动，轨道上不安装任何器件，较之现有的在轨道上沿途安装器件的方法，本发明所需安装的器件大大减少，成本低，维护极其方便。

三、由于本发明的装置利用的是电磁信号，故对工作环境的要求较低，雨雪尘土都不会影响其工作。

上述的2个或2个以上的相同感应线圈构成的感应绕组内，相邻的感应线圈的绕向相反。这样使得线圈之间的互感最大，在整个感应绕组上的输出电压幅值最大，提高了本发明装置的检测灵敏度；同时，外界的干扰磁场在绕组相邻线圈会产生空间方向相同的感应电流，而相邻线圈的绕向相反，使得其对绕组的最终输出电流的影响相互抵消。从而进一步提高了本发明的检测准确度和精度。

下面结合附图和具体实施方式对发明作进一步的详细说明。

附图说明