道岔缺口检查柱与检查块的缺口间隙电涡流传感监测系统

摘要

本发明涉及铁路大提速后保证行车安全领域，具体是涉及一种道岔缺口检查柱与检查块的缺口间隙电涡流传感监测系统。它是由检查柱、检查块的缺口、电涡流传感器探头、延伸电缆、温度传感器、综合处理电路组成。由于采用了上述技术方案，解决了道岔缺口间隙利用机械触点式或光电探测式的诸多不足和利用电涡流原理来监测的空白，再与现有技术相比有下列优点：可不改变目前转辙机机械结构，非接触式测量，不受尘埃、油污、油垢、安装位置等影响，可抗列车通过时产生的震动误报，数字量输出，精度高、稳定性高，低成本，安装简单等优点。

主权项

一种道岔缺口检查柱与检查块的缺口间隙电涡流传感监测系统，是由检查柱a、检查块的缺口b、电涡流传感器探头（1）、延伸电缆（2）、温度传感器（3）、综合处理电路（4）组成；其特征在于：综合处理电路（4）中高频振荡电流通过延伸电缆（2）流入电涡流传感器探头（1）的线圈中产生交变的磁场，被测检查块的缺口b某一表面与安装在检查柱a里的电涡流传感器探头（1）头部相对应的表面距离发生变化时，机械位移通过综合处理电路（4）转换成电压/电流，通过温度传感器（3）得到现场温度经综合处理电路（4）数字处理后输出数字量信息；所述综合处理电路中的高频振荡电流通过延伸电缆流入电涡流传感器探头线圈，在电涡流传感器探头头部的线圈中产生交变的磁场；如果在这一交变磁场的有效范围内没有检查块的缺口某一面金属导体靠近，则这一磁场能量会全部损失；当将电涡流传感器探头安装在检查柱里，假设检查柱与检查块的缺口处于道岔规定的正常工作间隙值，则在此检查块的缺口某一面金属导体表面产生感应电流；与此同时电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使探头头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变，这一变化与检查块的缺口某一面金属导体的磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及探头头部线圈到检查块的缺口某一面金属导体的距离参数有关；假定检查块的缺口某一面金属导体材质均匀且性能是线性和各向同性，则探头线圈和检查块的缺口某一面金属导体的物理性质能够由检查块的缺口某一面金属导体的电导率、磁导率、尺寸因子、探头头部线圈与检查块的缺口某一面金属导体的距离、电流强度和频率参数来描述；则线圈特征阻抗能够用Z={电导率，磁导率，尺寸因子，探头头部线圈与检查块的缺口某一面的距离，电流强度，频率}函数来表示；控制电导率，磁导率，尺寸因子，电流强度，频率这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为探头头部线圈与检查块的缺口某一面的距离的单值函数；通过综合处理电路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即探头头部线圈与检查块的缺口某一面的距离的变化转换成电压或电流的变化；输出信号的大小随探头头部到被测检查块的缺口某一面金属导体的间距而变化；电涡流传感器探头（1）安装在转辙机检查柱a里，电涡流传感器探头头部表面与检查柱相对应检查块的缺口面平齐，电涡流传感器探头（1）直径为8毫米以下；温度传感器（3）、综合处理电路（4）安装在接线盒或转辙机里，通过延伸电缆（2）与电涡流传感器探头（1）连接，综合处理电路（4）将处理后的信息通过远程连接发送至报警监控中心或直接发送进入铁路微机连锁；当被测检查块的缺口某一面与电涡流传感器探头之间的距离发生变化时，电涡流传感器探头中线圈的有效阻抗也发生变化，电涡流传感器探头中线圈有效阻抗的变化引起振荡电压幅度的变化，而这个随距离变化的振荡电压经过检波、滤波、线性补偿、放大归一处理转换成电压/电流变化，再经数字处理电路转换成数字信号输出，最终完成机械位移转换成电压/电流；通过远程传输使用户实时掌握道岔缺口检查柱与检查块的缺口间隙数值的变化；考虑到温度对电涡流传感器的影响，在综合处理电路中加上了温度补偿功能，使其在‑55℃到85℃保证间隙数值输出一致性。