專利名稱:一種巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵路車輪位置檢測(cè)器，特別涉及一種利用巨磁電阻效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的適合寬范圍車速響應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器。屬于鐵路行車信號(hào)采集與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
目前鐵路仍然是我國(guó)最主要的運(yùn)輸方式之一。鐵路的運(yùn)行監(jiān)控和管理系統(tǒng)需要通過(guò)車輪傳感器來(lái)檢測(cè)列車在線上的運(yùn)行狀態(tài)，以確定列車的到達(dá)位置、運(yùn)行速度、車軸溫度等參數(shù)。而傳統(tǒng)的車輪傳感器，一是利用帶有永磁體鐵心的線圈，利用列車車輪掠過(guò)時(shí)切割磁力線改變線圈磁通產(chǎn)生感生電壓脈沖，但是車速過(guò)低時(shí)感應(yīng)電壓過(guò)低，不足以驅(qū)動(dòng)信號(hào)檢測(cè)電路；二是利用霍爾傳感器件，在列車車輪經(jīng)過(guò)時(shí)改變傳感器磁場(chǎng)強(qiáng)度，產(chǎn)生變化信號(hào)·經(jīng)放大和整形輸出，但是由于霍爾傳感器靈敏度、熱穩(wěn)定性、抗電磁干擾等方面性能受限，會(huì)影響車輪位置信號(hào)采集的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，具有抗電磁干擾性能。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是一種巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，所述檢測(cè)器包括安裝在密封殼體內(nèi)的U型導(dǎo)磁回路、電阻傳感器以及信號(hào)處理電路板；該電阻傳感器嵌在該U型導(dǎo)磁回路磁通聚集點(diǎn)的磁隙中，該電阻傳感器的輸出信號(hào)端與信號(hào)處理電路板的輸入端相連接。
作為優(yōu)選方案，所述信號(hào)處理電路板包括信號(hào)放大電路、電壓比較電路、峰值保持電路、邏輯轉(zhuǎn)換電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路；經(jīng)放大電路放大的分壓信號(hào)同時(shí)輸入至峰值保持電路和電壓比較電路，進(jìn)行信號(hào)的峰值保持和滯回比較整形，經(jīng)過(guò)邏輯轉(zhuǎn)換電路的邏輯處理后的信號(hào)由輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出。
作為優(yōu)選方案，所述U型導(dǎo)磁回路包括兩個(gè)梯形純鐵磁極，其中一個(gè)純鐵磁極倒置連接在另一個(gè)純鐵磁極上，且連接處設(shè)有磁通聚集點(diǎn)的磁隙。
作為優(yōu)選方案，所述U型導(dǎo)磁回路的頂部開(kāi)口由非磁性板材固定。
作為優(yōu)選方案，所述電阻傳感器是橋式巨磁電阻傳感器。
作為優(yōu)選方案，所述殼體由非磁性材料制成。
本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于本實(shí)用新型巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，靈敏度高、熱穩(wěn)定性好。該檢測(cè)器利用巨磁電阻效應(yīng)制成的傳感器，裝置簡(jiǎn)單，對(duì)速度和頻率不敏感。同時(shí)，巨磁感應(yīng)信號(hào)響應(yīng)快，感應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)度與車輪位置有關(guān)，而與速度無(wú)關(guān)，不僅能適應(yīng)高速列車，而且能夠適應(yīng)低速直至停止的列車車輪位置檢測(cè)。

[0011]圖I為本實(shí)用新型車輪位置檢測(cè)器的內(nèi)部側(cè)視圖；
圖2為本實(shí)用新型車輪位置檢測(cè)器的電路連接示意圖；
圖3為本實(shí)用新型車輪位置檢測(cè)器的信號(hào)處理整體電路圖；
圖4為本實(shí)用新型車輪位置檢測(cè)器現(xiàn)場(chǎng)安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器的原理為
巨磁電阻效應(yīng)，是指磁性材料的電阻率在有外磁場(chǎng)作用時(shí)較之無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)存 在巨大變化的現(xiàn)象。巨磁阻是一種量子力學(xué)效應(yīng)，它產(chǎn)生于層狀的磁性薄膜結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是由鐵磁材料和非鐵磁材料薄層交替疊合而成。當(dāng)鐵磁層的磁矩相互平行時(shí)，載流子與自旋有關(guān)的散射最小，材料有最小的電阻。當(dāng)鐵磁層的磁矩為反平行時(shí)，與自旋有關(guān)的散射最強(qiáng)，材料的電阻最大。與利用其他磁效應(yīng)相比，利用磁電阻效應(yīng)制成的換能器和傳感器，其裝置簡(jiǎn)單，對(duì)速度和頻率不敏感。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
如圖I、圖4所示，本實(shí)用新型所述巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器包括安裝在密封的非磁性材料制成的密封殼體4內(nèi)的U型導(dǎo)磁回路I、橋式巨磁電阻傳感器2和信號(hào)處理電路板3組成。
密封殼體4通過(guò)三芯電纜對(duì)外引出接地線、電源正極和信號(hào)接線。該裝置按照鐵路部門現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)支架安裝在鋼軌的一側(cè)。
U型導(dǎo)磁回路I包括一塊由電工純鐵加工而成的平板11、一塊矩形稀土永磁鐵12、兩個(gè)梯形純鐵磁極13，U型導(dǎo)磁回路的頂部開(kāi)口由非磁性材料板材14固定和支撐。
兩個(gè)梯形純鐵磁極13，其中一個(gè)純鐵磁極倒置連接在另一個(gè)純鐵磁極上，且連接處設(shè)有磁通聚集點(diǎn)的磁隙。巨磁電阻傳感器2安裝在兩塊純鐵磁極13的磁隙中間。
信號(hào)處理電路板3的輸入信號(hào)端與巨磁電阻傳感器2的輸出端相連接，置于感應(yīng)元件的一側(cè)，用于檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度變化。
如圖2、圖3所示，本實(shí)用新型巨磁電阻效應(yīng)鐵路車輪位置檢測(cè)器中的信號(hào)處理電路板3包括信號(hào)放大電路31、電壓比較電路32、峰值保持電路33、邏輯轉(zhuǎn)換電路34、輸出驅(qū)動(dòng)電路35，信號(hào)處理電路板3中有穩(wěn)壓電源為各個(gè)部件單電源供電。
當(dāng)有車輪經(jīng)過(guò)非磁型板材14固定的U型導(dǎo)磁回路I的缺口處時(shí)，回路磁阻減小，磁隙間的磁場(chǎng)增強(qiáng)，巨磁電阻傳感器2的電阻值減小，使電橋失衡而產(chǎn)生差動(dòng)電壓加在信號(hào)放大電路31的輸入端，輸出的分壓信號(hào)同時(shí)加在電壓比較電路32和峰值保持電路33，進(jìn)行信號(hào)的峰值保持和滯回比較整形，經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換電路34的邏輯處理后的信號(hào)由輸出驅(qū)動(dòng)電路35輸出高電平。當(dāng)車輪離開(kāi)時(shí)，磁場(chǎng)減弱，置于磁隙中間的巨磁電阻傳感器2的電阻元件會(huì)呈現(xiàn)較大的電阻，隨著車輪的離去，傳感信號(hào)從最大開(kāi)始下降時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電路35輸出低電平，產(chǎn)生與車輪位置同步的信號(hào)脈沖，實(shí)現(xiàn)了車軸確切位置的檢測(cè)。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，其特征在于，所述檢測(cè)器包括安裝在密封殼體內(nèi)的U型導(dǎo)磁回路、電阻傳感器以及信號(hào)處理電路板；該電阻傳感器嵌在該U型導(dǎo)磁回路磁通聚集點(diǎn)的磁隙中，該電阻傳感器的輸出信號(hào)端與信號(hào)處理電路板的輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，其特征在于，所述信號(hào)處理電路板包括信號(hào)放大電路、電壓比較電路、峰值保持電路、邏輯轉(zhuǎn)換電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路；經(jīng)放大電路放大的分壓信號(hào)同時(shí)輸入至峰值保持電路和電壓比較電路，進(jìn)行信號(hào)的峰值保持和滯回比較整形，經(jīng)過(guò)邏輯轉(zhuǎn)換電路的邏輯處理后的信號(hào)由驅(qū)動(dòng)電路輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，其特征在于，所述U型導(dǎo)磁回路包括兩個(gè)梯形純鐵磁極，其中一個(gè)純鐵磁極倒置連接在另一個(gè)純鐵磁極上，且連接處設(shè)有磁通聚集點(diǎn)的磁隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，其特征在于，所述U型導(dǎo)磁回路的頂部開(kāi)口由非磁性板材固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，其特征在于，所述電阻傳感器是橋式巨磁電阻傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，其特征在于，所述殼體由非磁性材料制成。
專利摘要
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器，屬于鐵路行車信號(hào)采集與監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域：
。所述檢測(cè)器包括安裝在密封殼體內(nèi)U型導(dǎo)磁回路、巨磁電阻傳感器以及信號(hào)處理電路板，該電阻傳感器嵌在該U型導(dǎo)磁回路磁通聚集點(diǎn)的磁隙中，該電阻傳感器的輸出信號(hào)端與信號(hào)處理電路板的輸入端相連接。本實(shí)用新型利用巨磁電阻效應(yīng)制成的傳感器，裝置簡(jiǎn)單，對(duì)速度和頻率不敏感。巨磁感應(yīng)信號(hào)響應(yīng)快，感應(yīng)信號(hào)不僅能適應(yīng)高速列車，而且能夠適應(yīng)低速直至停止的列車車輪位置檢測(cè)。巨磁電阻效應(yīng)的鐵路車輪位置檢測(cè)器靈敏度高、熱穩(wěn)定性好、具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。
文檔編號(hào)G01B7/00GKCN202793300SQ201220339521
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月13日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:北京華鐵能信科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan