[发明专利]一种列车振动检测系统

说明书

本发明公开了一种列车振动检测系统，包括安装于列车上的压电陶瓷传感器，以及与压电陶瓷传感器连接的信号采集电路和信号处理系统，信号采集电路包括灵敏度调节电路、分压式偏置放大电路、巴特沃斯带通滤波器和比较电路；灵敏度调节电路用于调节对振动的检测灵敏度；分压式偏置放大电路用于抑制直流噪声分量，并将信号放大转换成稳定易测的电压信号；巴特沃斯带通滤波器用于接收电压信号，并对其中超过预设截止频率的信号进行滤除；比较电路用于将接收的电信号与基准电压比较，并输出脉冲信号；信号处理系统包括数据处理系统以及与其相连接的信号显示设备和数据存储设备。本发明所公开的检测系统测量结果准确、可滤除外界干扰信号、降低误报率。

技术领域

本发明涉及振动检测领域，特别涉及一种列车振动检测系统。

背景技术

随着社会的高速发展，轨道交通已经融入了我们的生活中，无论是市外交通的动车、高铁，还是市内交通的地铁、有轨电车等等，随处可见轨道交通的身影，越来越多的人不再开私家车，选择更加环保方便的轨道交通作为自己的出行方式，轨道交通行业也因此在这些年得到了长足的发展。所以各类列车无论是从速度，还是性能上都有了很大的进步。但是无论什么样的列车都会在运行状态下产生振动，而振动不仅会影响乘客在车上的舒适度，还会对列车上的设备造成损坏，影响列车的安全运行。所以检测列车在运行过程中产生的振动是至关重要的。

目前关于列车的振动检测系统中存在以下问题：

1.传感器采用的都是涡电流传感器，该传感器需要外加电源，还必须配有前置器，安装比较麻烦，而且对被测体的几何形状也有一定的要求，否则测量误差会比较大；

2.针对振动检测，没有考虑到乘客行为、天气因素或一些特殊环境对测量产生的影响和误差；

3.针对测试结果，现有的处理系统都是由各种电源模块、存储模块、通讯模块、处理器模块等组成，再加上显示设备或报警设备，使系统复杂化、易损坏且成本较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种列车振动检测系统，采用压电陶瓷传感器作为振动传感器，以达到测量结果准确、可滤除外界干扰信号、降低误报率的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种列车振动检测系统，包括安装于列车上的压电陶瓷传感器，以及与压电陶瓷传感器连接的信号采集电路和信号处理系统，所述信号采集电路包括灵敏度调节电路、分压式偏置放大电路、巴特沃斯带通滤波器和比较电路；

所述灵敏度调节电路，其输入端与所述压电陶瓷传感器的输出端相连接，接收压电陶瓷传感器输出的电信号，用于调节信号采集电路对振动的检测灵敏度；

所述分压式偏置放大电路，其输入端与所述灵敏度调节电路的输出端连接，用于抑制直流噪声分量，并将信号放大转换成稳定易测的电压信号；

所述巴特沃斯带通滤波器，其输入端与所述分压式偏置放大电路的输出端连接，用于接收放大后的电信号，并对其中超过预设截止频率的信号进行滤除；

所述比较电路，其同相输入端用于接收经所述巴特沃斯带通滤波器滤波后的电信号，并将其与基准电压比较，并根据比较结果输出脉冲信号；

所述信号处理系统包括数据处理系统以及与其相连接的信号显示设备和数据存储设备，所述数据处理系统采用可编程逻辑控制器PLC。

上述方案中，所述压电陶瓷传感器的第一极首先通过固定电阻R1与+Icc连接，然后通过灵敏度调节电路与分压式偏置放大电路的输入端连接，压电陶瓷传感器的第二极接地。