[发明专利]异物传感器直流脉冲驱动与检测装置

说明书

技术领域

本发明属于铁路环境监测的异物侵限防灾减灾领域，主要用于监测公跨铁桥梁、隧道以及易发生地质灾害的地段的异物侵限情况。

背景技术

随高速铁路技术发展，铁路防灾作为一项大的工程项目，成为每一条新建高速铁路一项大的工程与技术问题，影响到高速列车的行车安全，具体表现在天气因素、地质因素以及人为因素，这些因素会引起重大的行车安全事故。特别是由地质因素以及人为因素引起的异物侵限，如陡坡落石、桥上异物跌落等会直接造成列车脱轨甚至更大的安全行车事故。因此异物侵限传感器是铁路防灾系统中的一个非常核心的组成部分。

当前国内异物拦截网已经发展到第三代，采用复合材料以及检测线缆采用密绕模式，并且检测线缆与拦截网复合材料通过低温浇铸的方式成为一个整体。为了提高拦截网的拦截准确性，采用线缆密绕的模式，在拦截网双网工作的情况下势必造成双网之间的耦合情况严重，对交流检测电路影响很大，采用传统的动态检测电路无法进行检测。

发明内容

为解决当前异物电网动态检测中存在的问题，本发明提供了一种异物传感器直流脉冲驱动与检测装置。

异物传感器直流脉冲驱动与检测装置，其特征在于，所述装置包括方波信号发生与调整电路、功率放大电路、变压器耦合与放大电路、全波整流电路、信号特征检测电路、低通滤波电路、现场落物继电器、频率检测变压器、防雷电路以及第三代拦截网；

所述方波信号发生与调整电路的输出端分别与功率放大电路以及信号特征检测电路的输入端相连；

所述功率放大电路的输出端与变压器耦合与放大电路的输入端相连；

所述变压器耦合与放大电路中变压器的一个副绕组的输出端经过防雷电路与第三代拦截网的输入端相连，另一个副绕组的输出端与信号特征检测电路的输入端相连；

所述频率检测变压器的主绕组经防雷电路与第三代拦截网的输出端相连，一个副绕组的输出端与与信号特征检测电路的输入端相连，其另一个副绕组的输出端经低通滤波电路与现场落物继电器相连；

所述低通滤波电路将其为现场落物继电器提供的驱动信号传送至信号特征检测电路。

所述全波整流电路将交流信号转为直流脉冲信号并输出。

当所述拦截网采用多层电网模式时，采用不同频率的脉冲信号，通过监测不同点的信号频率防止信号串入。

所述信号特征检测电路与控制中心采用数据通信接口实现数据互通。

本发明采用直流脉冲技术可以很好地解决由于拦截网采用两种交流信号而出现互扰现场的问题，同时由于信号采用动态脉冲信号，提高了系统的安全性与可靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明作详细说明：

图1为异物传感器直流脉冲驱动与检测装置框图；

图2为频率检测变压器的连线方式示意图。

具体实施方式

如图1所示，方波信号发生与调整电路为系统提高工作信号，通过调整工作信号的脉冲强度调整输出电路的大小。功率放大电路对方波信号进行功率放大，以驱动变压器耦合与放大电路。信号经过全波整流电路、防雷电路、第三代拦截网到频率检测变压器主绕组，该变压器的一个副绕组为信号特征检测电路提供频率检测信号。

信号发生与检测频率都要进行测量并抵对，防止其它交流信号以及接口电路工作故障造成的误动作。当拦截网采用多层电网模式时，采用不同频率的脉冲信号，通过监测不同点的信号频率防止信号串入。

异物侵限传感器方波信号发生与调整电路、功率放大电路、变压器耦合与放大电路、全波整流电路等关键电路部分都采用纯模拟电路实现，以确保电路的可靠性，同时电压、频率监测电路采用数字电路实现，并通过数字通信与控制中心联系，实现报警功能以及故障定位功能。

信号发生与调整电路以及功率放大电路基本组成部分如下：

采用最基本、最成熟的LC电路作为信号产生电路，产生近似方波信号，通过电容隔离以及电压调整，然后采用音频功率放大器件对信号进行放大，放大电路采用LM1875作为功率放大器件，同时采用直流跟随，交流放大的模式，对信号进行放大，产生50％占空比方波信号。功率放大电路输出最大电压为20V峰峰电压。

变压器耦合与放大电路将信号进行耦合与隔离，并对信号进行放大，提供给全波整流电路。同时由于变压器的另一个副边产生的交流信号由信号特征检测电路进行处理，测量信号频率。

全波整流电路将交流信号转为直流脉冲信号并输出，这样可以保留信号的交流特征，为回复信号检测提供信号频率特征。