[实用新型]火车转速传感器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种转速传感器，尤其是一种应用于火车的多通道磁电转速传感器。

背景技术

随着火车速度和重载能力的要求日益提高，为了保证行车安全，必须精确、可靠地测量火车速度。由于机车工作环境恶劣，温度变化范围大，振动冲击严重，非接触式测量机车轴转速并提供多路信号是精确、可靠地测量火车速度的途径之一。目前，国内火车采用的非接触式转速传感器仅有少量的单通道感应式磁电传感器，通道数少，低速性能不佳，提供的信号不能满足火车运行的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种火车专用多通道磁电转速传感器，对火车轮对轴上的被测齿轮进行测量，它利用多组新型的差分霍尔元件，严格地控制多组信号采集器件和外壳的相对位置，从而达到提高传感器在火车低速行驶条件下的测量性能，提供稳定相位差的多通道信号的目的。作为本实用新型的另一目的，火车专用多通道磁电转速传感器，通过检测专门的停车信号，可以为火车运行控制提供极大的方便。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

火车转速传感器，包括：外壳1、屏蔽管2、信号采集部分、信号处理电路板7，信号采集部分和信号处理电路板7被屏蔽管2套在内部，屏蔽管2外套有外壳1，信号采集部分包括永磁铁5和差分霍尔元件4，由永磁铁5和差分霍尔元件4组成的传感探头不少于2个。信号采集部分可以包括单独的采集电路板6，这样做能够起到有效防止干扰的问题。当然作为简化电路设计和节约空间考虑，采集电路板6可以和信号处理电路板7做在同一块电路板上。

为了检测专门的停车信号，为火车运行控制提供方便，火车转速传感器还可以进一步包括停车判别器3，差分霍尔元件4产生的信号通过采集电路板6和信号处理电路板7传给停车判别器3，由停车判别器3对信号进行判断，输出电压脉冲方波信号或停车信号。其中，停车判别器3固定在信号处理电路板7上。

为了进一步优化整体的结构，同时加大产品的强度，火车转速传感器还可以包括定位板8、定位套管9，信号处理电路板7和定位板8焊接成一个整体，定位板8的凸台卡在屏蔽管2和外壳1的定位槽内。此外，差分霍尔元件4与外壳1安装孔的相对位置固定。

下面结合附图阐述本实用新型的工作原理。如图4所示，当齿轮的齿根和齿顶交替通过传感器内部的永磁铁5的下方时，通过差分霍尔元件4内部的磁场强度发生交替的变化，这时，差分霍尔元件4产生电压脉冲方波信号，齿顶通过时为高电平，齿根通过时为低电平。当齿轮停止不动时，差分霍尔元件4将输出一个或高或低的直流电平。差分霍尔元件4产生的信号通过采集电路板6和信号处理电路板7传给停车判别器3，由停车判别器3对信号进行判断，输出电压脉冲方波信号(机车运行时)或专门的停车信号(停车时)。机车可以根据测得的电压脉冲方波信号的频率计算出机车运行速度，其计算公式为：

V＝π*D*f*3.6/n    (km/h)

式中：V-机车运行速度 单位：公里/小时

D-机车车轮直径  单位：米

f-传感器输出电压脉冲方波信号的频率  单位：赫兹

n-被测齿轮的齿数

采用多组磁铁和差分霍尔器件的组合，可使得传感器拥有具有特定相位差多通道的信号，以帮助机车实现运行方向判断和相位防溜功能，其工作原理如图5所示：当齿轮的前一个齿的齿顶进入位于传感器左部的1通道永磁铁5-1的下方时，后一个齿的齿顶将要通过位于传感器右部的2通道永磁铁5-2的下方，这样两个通道之间因相对物理位置的关系，在1通道的第一差分霍尔元件4-1和2通道的第二差分霍尔元件4-2产生的信号之间将产生特定的相位差，当齿轮向左运行时，1通道信号相位超前(相位差为正)，当齿轮向右运行时，1通道信号相位滞后(相位差为负)，机车可以利用其相位差的正负判断机车运行方向。

相邻两组差分霍尔器件间的距离X与相邻两通道信号的相位差Φ的关系由以下公式确定：