[实用新型]车轮传感器信号处理系统

说明书

技术领域

本实用新型属于信号技术领域，具体涉及一种信号处理系统。

背景技术

车轮传感器输出信号具以下重要特征：1)输出信号频率与幅度呈正比例关系，正常车轮传感器输出信号频率高对应幅值越高，幅值低对应的频率低。2)车轮压到车轮传感器正中心位置时，输出信号过零，发生极性切换，通过该车轮传感器信号的零点位置可准确定位车轮位置，过零点处脉冲信号如图1所示，车轮传感器信号的实际有效信息主要在过零点位置，信号的过零点位置就是实际车轮压到车轮传感器正中心的位置，在识别到车轮传感器信号的过零点位置时，此时对应的车轮正好在车轮传感器的正中间位置，以此来准确定位列车位置，后续车辆安全运行参数探测传感器据此位置信息来实现对列车特定部位的精确探测。实际计算列车速度是通过计算同一轮轴压过两安装间距固定(目前铁路设备通常设置为250mm或270mm)的车轮传感器的时间差，速度V＝(传感器安装间距L)/(车轮压过两传感器的时间差值Δt)。轴距计算是通过计算两轮轴压过同一车轮传感器的时间差值计算出，轴距D＝速度V*(相邻两车轮压过同一车轮传感器的时间差Δt1)。速度、轴距计算用的时间差值计算基准点均为车轮传感器信号的过零点。以上分析进一步得出，车轮传感器信号的提取实质对车轮传感器信号过零点位置的提取。

经过现场大量数据收集分类总结，现场干扰信号分为以下三种：

(1)、高频干扰，车轮传感器输出有效信号频率不高(<100HZ),所以，高频干扰可以通过滤波、屏蔽等技术手段进行处理；

(2)、振动干扰，振动干扰主要是由于车轮传感器安装固定支架不牢固导致传感器振动造成的，此问题可以通过安装支架从源头上进行解决；

(3)、50HZ工频干扰，干扰信号的处理问题主要集中在50HZ工频干扰上，该频率点在有效信号频段内，很难处理，是本实用新型所要解决的重点。

但50HZ工频这个频率点恰好也在我们车轮传感器输出有效信号的频段内。所以从理论上分析，单纯从频率上提取该有效信号的手段是不可行的，一些设备厂家采用专用高速运算的CPU处理器期望通过频谱分析、数字滤波器方式来处理，实际应用效果并不理想，一方面小信号识别率不高，别一方面处理带来的延时导致过零点不准，导致测速、测轴距不准。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提出一种车轮传感器信号处理系统，根据有用信号的幅度与频率对应关系的特点，通过设置幅度门限以及脉宽门限来提取有用信号。

本实用新型采用的技术方案是：车轮传感器信号处理系统，数据库模块、前级差分处理模块、幅度判断模块以及脉宽判断模块；

所述数据库模块用于存储现场试验数据，并统计现场试验数据得到有用信号的幅度与频率的映射表，并存储映射表；

所述前级差分处理模块用于将原始的差分车轮传感器信号转换为共地信号，并进行滤波处理；

所述幅度判断模块用于将经前级差分处理模块处理后得到的信号作为输入，根据映射表设定若干幅度判别门限值，得到若干触发脉宽信号；

所述脉宽判断模块用于根据映射表设置脉宽门限，通过限制脉宽，得到有用信号。

进一步地，所述前级差分处理模块采用用于滤除高频干扰信号的差放大器。

进一步地，所述幅度判断模块还包括触发器单元，用于将经幅度判别门限后的信号，进行标准化脉冲信号处理，得到触发脉冲信号。

本实用新型的有益效果：本实用新型的车轮传感器信号处理系统与现有的车轮传感器信号处理系统相比，1)通过前级差分处理模块宽带宽的滤波处理，滤除高频信号干扰，同时由于较宽的带宽不会对低频范围内的车轮传感器信号产生延迟影响；

2)根据大量的现场数据得到50HZ工频干扰信号的脉宽门限，通过脉宽判断模块设置的脉宽门限，滤除50HZ工频干扰信号；

3)通过分析现场试验数据得到车轮传感器有用信号的幅度与频率特征，从而根据幅度与频率特征筛选出有用信号，避免了传统处理方法因滤波延时导致过零点不准，使得后续测速、测轴距不准的问题。

附图说明

图1为过零点处的脉冲信号示意图。

图2为本实用新型的方案示意图。

图3为本实用新型实施例提供的幅度判别输出触发脉冲信号示意图。

图4为本实用新型实施例提供的脉宽判别示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型内容进一步阐释。