[发明专利]一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器及自诊断方法

权利要求书

1.一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，其特征在于，包括：

高频信号源；

探头线圈模块，与所述高频信号源连接；

信号处理模块，与所述探头线圈模块连接，所述信号处理模块用于将探头线圈模块采集的交流信号进行处理后得到间隙信号和齿槽信号；

自诊断模块，用于根据所述间隙信号、齿槽信号和加速度值进行故障诊断，并得到故障信号标志位的状态信息；

加速度计，与自诊断模块连接，用于对列车竖直方向的加速度进行测量，并将测量得到的加速度值发送给自诊断模块；

诊断输出模块，用于根据故障信号标志位状态通过预设输出编码格式输出对应的信号波形给控制器；

所述自诊断模块包括：

第一计算单元，用于根据齿槽信号、间隙信号分别计算齿槽信号周期和实时间隙值；

加速度判断单元，用于根据加速度计测量的加速度值判断列车竖直方向的加速度是否发生变化；

间隙信号判断单元，用于根据计算获得的实时间隙值计算间隙值的平均值，并判断间隙平均值是否发生变化，并得到对应的判断结果；

同频判断单元，用于计算间隙值的平均值与实时间隙值之间的差值，并判断两者的差值与所述齿槽信号周期是否为相同频率，并得到对应的判断结果；

信号标志位设置单元，用于根据间隙信号判断单元和同频判断单元的判断结果设置对应的信号标志位值，并生成故障信号标志位的状态信息。

2.根据权利要求1所述的一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，其特征在于，所述探头线圈模块包括间隙探头线圈模组和速度探头线圈模组；

所述间隙探头线圈模组包括间隙探头线圈L1和间隙探头线圈L2，所述间隙探头线圈L1和间隙探头线圈L2之间平行设置，并且所述间隙探头线圈L1与高频信号源S1连接，所述间隙探头线圈L2与高频信号源S2连接；

所述速度探头线圈模组包括速度探头线圈L3和速度探头线圈L4，所述速度探头线圈L3和所述速度探头线圈L4之间平行设置，并且所述速度探头线圈L3和所述速度探头线圈L4都与高频信号源S3连接。

3.根据权利要求2所述的一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，其特征在于，所述信号处理模块包括第一信号处理电路和第二信号处理电路；

所述第一信号处理电路与所述间隙探头线圈模组连接，所述第二信号处理电路与所述速度探头线圈模组连接。

4.根据权利要求3所述的一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，其特征在于，所述第一信号处理电路包括信号处理电路P1和信号处理电路P2；

所述信号处理电路P1与所述间隙探头线圈L1连接，所述信号处理电路P2与所述间隙探头线圈L2连接。

5.根据权利要求4所述的一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，其特征在于，所述信号处理电路P1和所述信号处理电路P2都包含有：

检波电路，用于提取所述间隙探头线圈模组采集的交流信号的幅值包络线信号；

滤波与信号调理电路，用于将幅值包络线信号进行滤波和信号放大调理，得到间隙信号。

6.根据权利要求3所述的一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，其特征在于，所述速度探头线圈L3和所述速度探头线圈L4都与所述第二信号处理电路连接；

所述第二信号处理电路包括：

检波电路，用于分别提取所述速度探头线圈L3和所述速度探头线圈L4采集的交流信号的幅值包络线信号；

滤波与信号调理电路，用于将两路幅值包络线信号分别进行滤波和信号放大调理；

减法器电路，用于将滤波和信号放大调理后的两路信号做差，得到齿槽信号。

7.一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器的自诊断方法，基于权利要求1～6任一项所述的一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，其特征在于，包括步骤：

S1、根据齿槽信号计算齿槽信号的信号周期；

S2、根据间隙信号计算实时间隙值；

S3、根据加速度计测量的加速度值判断列车竖直方向的加速度是否发生变化；若是，则返回步骤S1；

S4、若加速度未发生变化，则根据实时间隙值计算间隙值的平均值；

S5、判断间隙值的平均值是否发生变化，若发生变化，则设置对应的信号标志位值为第一预设值，并返回步骤S1；

S6、若间隙值的平均值未发生变化，则计算间隙值的平均值与实时间隙值之间的差值，并判断两者的差值与所述齿槽信号周期是否为相同频率；

若是，则设置对应的信号标志位值为第二预设值，并返回步骤S1；

若否，设置对应的信号标志位值为第一预设值，并返回步骤S1。