[发明专利]提高风力传感器抗干扰能力的超声波设备及其抗干扰方法

说明书

技术领域

本发明属于铁路安全监测技术领域，尤其涉及一种提高风力传感器抗干 扰能力的超声波设备及其抗干扰方法。

背景技术

随着高速铁路的发展，风力对高速铁路安全运行所产生的影响越来越突 出，为了保证铁路的安全运行，风力、风速和风向等因素被溶入到控车信号等 信号集成系统中。为此，提高风力数据采集的安全性、准确性成为一项越来越 重要的任务。

由于列车高速通过风力信号采集点时，会在列车以及列车附近区域产生 强风干扰，而风力传感器无法将这些干扰有效去除，表现形式为风力与风向 的瞬间不稳定变化，并可持续一段时间，从几十秒到几分钟不等，在这种情 况下，风力与风向的测量数据严重偏离真值，造成铁路信号系统的误判，影 响行车安全和行车效率。

目前，针对列车临近和经过风力信号采集点时的报警技术有多种实现方 式，如采用红外技术实现阻拦式列车临近和经过的告警，采用电磁技术实现 列车临近和经过的告警，以及采用燥声振动探测技术实现列车临近和经过的 告警等。但是，以上每一种技术都有局限性。红外技术最大的缺点就是红外 线易受到天气因素的影响，如雾、雪、雨等影响。电磁技术容易受到外界磁 场的干扰，尤其是雷电天气，干扰更为明显。燥声振动探测技术缺点更为明 显，因为大型货车(如公共汽车、卡车)通过探测器时，都有可能被识别为 高速列车。

发明内容

针对列车高速通过风力信号采集点时，产生的强风干扰没有有效的手段从 风力传感器中去除的问题，本发明提出一种提高风力传感器抗干扰能力的超声 波设备及其抗干扰方法。

本发明的技术方案是，一种提高风力传感器抗干扰能力的超声波设备，其 特征是所述超声波设备由超声波阵列控制板与轨旁超声波阵列两个部分组成；

其中，所述超声波阵列控制板由中央处理器单元、数字通信单元、第一超 声波阵列电路、第二超声波阵列电路、485地址设置电路和电源电路组成；

所述第一超声波阵列电路由第一超声波发射电路和第一超声波接收电路 组成；

所述第二超声波阵列电路由第二超声波发射电路和第二超声波接收电路 组成；

所述轨旁超声波阵列由第一超声波测试组合单元和第二超声波测试组合 单元组成；

所述第一超声波测试组合单元包括第一超声波测试发送传感器和第一超 声波测试接收传感器；

所述第二超声波测试组合单元包括第二超声波测试发送传感器和第二超 声波测试接收传感器；

所述中央处理器单元分别与数字通信单元、第一超声波阵列电路、第二超 声波阵列电路、485地址设置电路和电源电路相连；

所述第一超声波发射电路和第一超声波接收电路分别与所述第一超声波 测试组合单元相连；

所述第二超声波发射电路和第二超声波接收电路分别与所述第二超声波 测试组合单元相连；

所述超声波阵列控制板实现功率发射、信号接收、信号带通滤波、AD转 换以及拦阻状态判断；

所述超声波阵列控制板为风力传感器数据采集单元提供数字接口，将拦阻 状态发送给风力传感器。

所述第一超声波测试发送传感器和所述第一超声波测试接收传感器分别 安装于铁道两侧，二者之间距离小于等于8米且二者都高出地面0.5米-1米。

所述第二超声波测试发送传感器和所述第二超声波测试接收传感器分别 安装于铁道两侧，二者之间距离小于等于8米且二者都高出地面0.5米-1米。

所述第一超声波测试发送传感器与所述第二超声波测试接收传感器安装 于铁道的同一侧，且二者间隔距离大于8米。

所述第一超声波测试接收传感器和所述第二超声波测试发送传感器安装 于铁道的同一侧，且二者间隔距离大于8米。

一种采用所述超声波设备提高风力传感器抗干扰能力的方法，其特征是所 述方法包括下列步骤：

步骤1：安装调试超声波设备并在铁道两侧布设超声波测试发送传感器和 超声波测试接收传感器；

步骤2：设定阈值和风力传感器数据采集单元恢复工作的时间；

步骤3：采集并接收超声波信号；

步骤4：根据设定阈值，将采集的超声波信号的模拟量归一化，形成列车 通过码；