[发明专利]轨道车辆微机测重装置

说明书

技术领域

本发明涉及轨道车辆重量测量装置，尤其是铁路编组站中，对行进中的车辆进行实时测量，及时将数据上传给控制系统，用于控制车辆溜放速度。

背景技术

轨道车辆动态测重装置是驼峰溜放自动化控制系统中的重要组成部分，是测定溜放车辆重量等级的计量设备。在现代化驼峰编组站，车辆的溜放速度是依靠减速器来调整的，车辆的重量等级是调整速度的重要依据。在自动化驼峰场，尤其是以减速器——减速顶为调速设备的点连式调速系统，在对间隔制动部位速度的调整和目的制动部位速度的调整中，平均重量是作为减速器出口速度的重要参数。在使用可控减速顶控制溜放速度的小型驼峰场，可控顶群的制动状态是由车辆重量等级的大小来决定的。在使用非重力式减速器的站场，减速器的制动等级要根据车辆平均重量等级来选定。判断车组重量等级是正确使用非重力式减速器的关键。如果制动等级选低了，减速器制动力太小，不能有效地将车速降下来，可能造成追钩，使道岔不能及时转动而溜错。反之，如果制动等级选得过高，有可能将车轮挤出，造成脱轨事故。现有的测重装置往往采用应变片作为传感器，利用重量-压力-变形-电量变化的原理进行测重，工作可靠性和稳定性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轨道车辆微机动态重量测量装置及其磁变式测重传感器，该装置可以在车辆行进中实时地对行进在铁轨上的车辆进行重量测试，并将测试数据实时地上传给主控制系统。

在本发明的轨道车辆微机动态重量测量装置包含有磁变式压力传感器，磁变式测重传感器能在恶劣环境下稳定工作，相对于一般的应变片式传感器，其优势在于：

1、可靠性：传感器内部没有电子元件，只有硅钢片和铜线，不会出现失效，抗震能力强，满足在行车中轨道产生的震动条件下正常工作。

2、稳定性：传感器安装在室外的轨道上，风吹雨淋日晒，夏季钢轨可达80℃以上，冬季会在零下30℃，磁变式测重传感器能在这种环境下稳定工作。

本发明的磁变式压力传感器是根据铁磁材料的磁弹性效应，利用磁性材料制作而成。根据物理学的磁弹性效应，处于外磁场中的铁磁材料，在外加机械力的作用下，其内部磁化强度矢量的大小和方向也将随之改变。传感器通过测量钢轨所受轮重产生的变形来测量车轮重量，它由钢壳、磁芯、绕组及插座构成，绕组缠绕于铁芯上，绕组及铁芯位于钢壳围成的空腔内，插座与绕组连接。

该磁变式测重传感器的磁芯由46~50片0.3~0.4mm厚的硅钢片叠成圆台，磁芯上具有4个贯穿圆台的通孔，该4个通孔以圆台截面的圆心为中心对称分布，其中两个相对的通孔缠绕线圈构成激励绕组（初级线圈），另外两个相对的通孔缠绕线圈构成信号绕组（次级线圈），磁芯外圆周均匀分布4个受力的圆柱面凸台，磁芯锥度为1:30（偏差小于5%）。为保持钢壳与磁芯紧密接触，钢壳容纳磁芯的空腔部分内壁加工成与磁芯紧密配合的形状，内壁锥度、外壁锥度与磁芯锥度相同。

为了形成磁变式测重传感器的磁芯时，首先将所需数量的硅钢片整齐地堆叠在一起，再对外表面进行加工，形成所需的锥度，并在外圆周形成4个均匀分布的凸台。

为了对行进中的车辆进行实时测量，应当将磁变式测重传感器安装于铁轨上。安装时，将钢轨中部根据磁变式测重传感器钢壳外壁的形状开锥形的孔，该孔锥度与钢壳容纳磁芯的空腔部分外壁锥度相同，将传感器安装进入后，使传感器外壳与钢轨开孔表面恰好形成紧密接触，从而保证钢轨的变形传递给传感器壳体，进而传递给磁芯，以提高测量灵准确度。如此，当车轮经过装有磁变式传感器的钢轨时，传感器受钢轨变形的作用，输出交流信号电压，此交流信号电压通过电缆，经过电路放大、调理电路变成直流信号，此信号经过模数变换变为数字量，此数字量送入CPU微机进行车辆重量的计算。

附图说明

图1  本发明最佳实施例的磁变式测重传感器结构图

图2  本发明最佳实施例的磁变式测重传感器磁芯（硅钢片）截面结构图

图3  本发明最佳实施例的磁变式测重传感器钢壳结构图

图4  本发明最佳实施例的磁变式测重传感器安装位置示意图。

具体实施方式

轨道车辆微机测重装置是由测重传感器和外部测量单元组成，外部测量单元包括信号调理电路、模数转换CPU、总线、电路电源和激励电源等。

测重传感器通过测量钢轨所受轮重产生的变形来测量车轮重量，如图1所示，它由钢壳、磁芯、绕组及插座构成，磁芯中间位置冲有4个圆孔。在对角线位置上的两对孔内，分别绕上绕组，两个绕组平面相互垂直，绕组及磁芯位于钢壳的空腔内，插座与绕组连接。