[发明专利]使用霍尔效应器件的铁路车轮传感器

说明书

技术领域

本发明涉及用于监视火车的方法和设备，具体地说涉及用于检测在轨道上车轮的存在的方法和设备。

背景技术

以前提出过多种用于检测车轮的存在的装置。这些检测装置包括压电装置、机械开关、负载检测接近开关技术以及磁干扰测量装置。

在电气化铁路环境，例如AMTRAK、有轨电车和地下铁道系统中电磁干扰是非常普通的。干扰主要是由当机车(或电力多组单元，EMU)汲取功率时在供电导体和返回导体之间感应的电磁场引起的。根据接地情况，电磁场还可以从导体辐射。

需要一种即使在受到电磁干扰时也能工作的铁路车轮传感器。

发明内容

本发明涉及用于检测铁路车辆的车轮存在的传感器。这种传感器包括第一和第二霍尔效应器件，用于对所述第一和第二霍尔效应器件提供磁场的磁体，用于在铁路附近安装所述第一和第二霍尔效应器件以及磁体，从而使铁路车辆的车轮改变所述霍尔效应器件中的磁场以便产生车轮指示信号的装置，以及处理电路，用于从所述第一和第二霍尔效应器件接收车轮指示信号，并响应车轮指示信号而产生输出信号。

可以包括振动传感器，以便提供振动指示信号。振动指示信号可以和所述输出信号组合而产生附加的输出信号。

在另一方面，本发明提供一种用于感测铁路车辆的存在的方法，该方法包括以下步骤：邻近于细长的轨道设置第一和第二霍尔效应器件，对所述第一和第二霍尔效应器件施加磁场，响应由邻近的铁路车辆的车轮引起的第一和第二霍尔效应器件中的磁场的变化产生第一和第二车轮指示信号，以及响应所述第一和第二车轮指示信号产生输出信号。

所述方法还包括以下步骤：感测由铁路车辆引起的振动并产生振动指示信号，以及组合振动指示信号和车轮指示信号以产生输出信号。

本发明还提供一种用于感测在细长的轨道上铁路车辆车轮的存在的传感器，包括振动传感器，用于邻近于轨道安装所述振动传感器，借以使振动传感器响应轨道中的振动而产生振动指示信号的装置，以及处理器，用于接收振动指示信号，用于确认所述振动信号，并且如果所述振动信号是有效的则用于响应所述振动指示信号产生输出信号。

本发明还提供一种用于检测细长的轨道上铁路车辆车轮的存在的方法，包括以下步骤：邻近于所述轨道安装振动传感器，借以使振动传感器响应轨道的振动产生振动指示信号，确认所述振动指示信号，并且如果振动指示信号有效，则响应振动指示信号产生输出信号。

附图说明

图1是包括本发明的车轮检测传感器的系统的方块图；

图2是安装在轨道上的车辆传感器组合件的示意的表示；

图3和图4是本发明的霍尔效应元件和磁体的示意的表示；

图5表示在车轮传感器中使用的基线信号的例子；以及

图6、7和8是用于说明在本发明的方法中进行的信号处理的流程图。

具体实施方式

参见附图，图1是包括本发明的车轮传感器的系统10的方块图。该系统包括传感器组合件12，其包括第一和第二霍尔效应检测器14和16以及振动传感器18。来自霍尔效应检测器14和16以及振动传感器18输出信号由信号处理电路20接收和处理，以便提供输出信号。信号处理电路包括信号调节电路22和处理器24，其例如可以是微处理器或微控制器。信号处理电路在线26上产生一个或多个输出信号，该输出信号可以代表由振动传感器和/或霍尔效应检测器测量的车轮数量、火车速度或其它参数。可以包括输出装置28，用于提供响应来自处理器的输出信号的功能。例如，输出装置可以响应处理器的输出信号提供车轮数量或车辆速度的显示。输出装置还可以，或者选择地，传输输出信号到远方位置或者其它设备，例如可以响应处理器输出信号对轨道施加摩擦改进材料的摩擦改进设备。

在一个实施例中，霍尔效应检测器和振动传感器可被直接连接到微控制器或微处理器的模拟输入。微控制器可以具有用于对数据采集终端例如便携式计算机进行高速数据传输的通信能力和接口。

车轮传感器可通过将其链接到便携式计算机或其它计算机系统用于连续地监视和记录火车的通过。这种操作方式和独立方式如果需要还允许由于不断变化的以前未遇到的跟踪环境或条件而连续而精细地调整信号处理算法。该系统还可以利用可在现场被更新的闪速可再编程微处理器。