[发明专利]一种基于冗余架构的高可靠性磁浮列车悬浮传感器

说明书

本发明公开了一种基于冗余架构的高可靠性磁浮列车悬浮传感器，间隙探头分别与模拟电路和数字电路电连接，模拟电路和数字电路电连接，间隙探头内设置温度传感器和间隙感应线圈，间隙感应线圈，包括第一间隙感应线圈、第二间隙感应线圈、第三间隙感应线圈和第四间隙感应线圈，第二间隙感应线圈和第三间隙感应线圈采用叠层结构。通过设置4个间隙感应线圈，且两个间隙感应线圈采用叠层结构，从而保证磁浮列车在过轨道接缝时，传感器始终能输出至少2路正确的间隙测量信号。解决间隙感应线圈出现故障时，在磁浮列车过接轨缝时，悬浮控制器无法判断正确的悬浮间隙的问题。解决不能保证至少2路间隙和1路加速度信号输出的问题。

技术领域

本发明涉及磁浮列车悬浮传感器领域，尤其涉及一种基于冗余架构的高可靠性磁浮列车悬浮传感器。

背景技术

目前已有连接长沙南高铁站与长沙机场的长沙磁浮快线投入试营运，连接北京门头沟与苹果园的北京S1线正在建设中。中低速磁浮列车具有运行噪声低、转弯半径小、爬坡能力强、抱轨运行永不脱轨安全性高，且造价与轻轨相当，是替代城市轻轨及城际铁路的一种理想轨道交通。磁浮列车的关键技术在于悬浮控制，而悬浮控制的关键元件在于悬浮传感器。

根据中低速磁浮列车整体结构设计，悬浮传感器结构组成已经确定，悬浮传感器由间隙探头、模拟电路板、数字电路板、加速度计、航空插座、盖板、盖板螺钉和密封圈等部分组成，探头上封装了3个间隙感应线圈、固定有2个加速度计。传感器输出3路间隙信号和2路加速度信号，传感器的间隙测量范围为0～20mm，加速度测量范围为±5g。

但是，现有的技术存在以下缺陷：

根据悬浮控制算法需要，悬浮传感器至少保证2路准确的间隙信号和1路准确的加速度信号输入到悬浮控制器才能保证稳定悬浮。从某种意义上说，现有的悬浮传感器是具备一定的冗余功能，但由于当时的设计技术所限，这些冗余功能存在以下瓶颈：

1)探头上只封装了3个间隙感应线圈，当任一间隙感应线圈出现故障时，在磁浮列车过接轨缝时，悬浮控制器无法判断正确的悬浮间隙。

2)因采用单路电源供电，当传感器供电电源失效时，悬浮传感器将没有信号输出。

3)由于数字板和模拟板中多个信道使用同一电路，当某一关键元器件出现故障时，将使多个信号出现失效。

终上所述，在这些瓶颈点发生故障时，不能保证至少2路间隙和1路加速度信号输出。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于冗余架构的高可靠性磁浮列车悬浮传感器，从而解决间隙感应线圈出现故障时，在磁浮列车过接轨缝时，悬浮控制器无法判断正确的悬浮间隙的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种基于冗余架构的高可靠性磁浮列车悬浮传感器，包括间隙探头、模拟电路和数字电路，所述间隙探头分别与模拟电路和数字电路电连接，所述模拟电路和数字电路电连接，所述间隙探头内设置温度传感器和间隙感应线圈，所述间隙感应线圈，包括第一间隙感应线圈、第二间隙感应线圈、第三间隙感应线圈和第四间隙感应线圈，所述第二间隙感应线圈和第三间隙感应线圈采用叠层结构，感应线圈采用印制电路板蚀刻技术。

进一步地，还包括传感器壳体、模拟电路板、数字电路板、加速度计和盖板，所述模拟电路设置在模拟电路板上，所述数字电路设置在数字电路板上，所述间隙探头设置在传感器壳体上，所述加速度计、模拟电路板和数字电路板分别设置在传感器壳体内，所述盖板盖装在传感器壳体上。

进一步地，所述模拟电路，包括A组电源电路、B组电源电路、A组逻辑电路、B组逻辑电路、第一间隙通道、第二间隙通道、第三间隙通道和第四间隙通道，所述A组电源电路分别为A组逻辑电路、第一间隙通道和第二间隙通道提供电源，所述B组电源电路分别为B组逻辑电路、第三间隙通道和第四间隙通道提供电源。