性對應(yīng)關(guān)系，因此在間距處理單元內(nèi)通過線性校正即可獲得準(zhǔn)確的懸浮間距值，因?yàn)樵谛盘柼幚磉^程中已經(jīng)將角度值約去，因此得到的間距信號與齒槽位置無關(guān)，從理論上可以保證間距值不受齒槽位置影響，即間距輸出不存在齒槽效應(yīng)；在速度信號處理單元中對相位差為90°的該兩路同幅值純交流正弦信號進(jìn)行三角函數(shù)運(yùn)算，化簡約去幅值信號再經(jīng)反三角函數(shù)運(yùn)算即可求出當(dāng)前位置的相位角度值，再對此相位角度值進(jìn)行微分處理，即可得到列車當(dāng)前的運(yùn)行速度，因?yàn)樵谛盘柼幚磉^程中已經(jīng)將與間距值對應(yīng)的交流幅值信號約去，因此速度值與間距大小無關(guān)，即速度值不受懸浮間距的影響，測量精度高。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]一、間距測量與速度測量合二為一，經(jīng)濟(jì)高效，簡化列車設(shè)備；
[0015]二、在一個齒槽寬度內(nèi)布置一套雙功能檢測線圈，間距檢測與速度檢測共用同一套探頭線圈，探頭空間利用率高。在有限的一個齒槽單元長度D寬的探頭空間內(nèi)4個檢測線圈較大的面積可以提高檢測精度和靈敏度，且線圈之間距離較遠(yuǎn)使各檢測線圈之間的磁場耦合較??；
[0016]三、輸出間距值無齒槽誤差，無需齒槽補(bǔ)償，懸浮間距檢測不受軌道齒槽位置影響，也即不受列車運(yùn)行速度影響，特別適合高速磁浮列車O?500公里/小時的運(yùn)行速度范圍；
[0017]四、速度信號處理單元對提取到的相位信號進(jìn)行微分處理計(jì)算得到速度值，其精度遠(yuǎn)高于用齒槽計(jì)數(shù)的測速方法，測量精度高。另外速度測量不受懸浮間距影響，特別適合磁浮列車正常運(yùn)行時需要動態(tài)調(diào)節(jié)懸浮間距的場合。
[0018]上述的探頭線圈所含的每列檢測線圈的排列方式是:由沿軌道橫向排列的兩個大小相等的矩形小線圈連接構(gòu)成，且每列線圈中的相鄰的兩小線圈中的電流方向相反。這樣可以削弱外部空間磁場帶來的干擾。
[0019]上述的探頭線圈與高頻信號源相連的方式是:探頭線圈中的兩對檢測線圈對應(yīng)連接的兩個高頻信號源的頻率不同。這樣，有利于兩對檢測線圈信號的獨(dú)立提取，減少相互磁場耦合和電路干擾，提高檢測結(jié)果的精度和準(zhǔn)確度。
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的各檢測線圈的排列及其電原理的示意圖。線圈上的實(shí)心小箭頭方向?yàn)轲伻腚娏鞣较颍招拇蠹^的方向?yàn)檐壍赖目v向方向。
[0022]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電氣原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1及圖2示出，本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】為:一種能夠同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，包括與車體上高頻信號源相連探頭線圈、與探頭線圈連接的信號檢測電路、以及與信號檢測電路輸出相連接的間距信號處理單元和速度信號處理單元；其特征在于，所述檢測線圈分為橫向并列的兩對，即第一檢測線圈對(Lll、L12)和第二檢測線圈對(L21、L22);第一檢測線圈對(L11、L12)和第二檢測線圈對(L21、L22)沿軌道縱向錯開1/4齒槽單元長度D ;各檢測線圈對中的兩個檢測線圈沿軌道縱向的距離為1/2齒槽單元長度D，且每個線圈繞制成沿軌道橫向排列的兩個大小相等的矩形小線圈，且每個線圈間的相鄰的兩個小線圈中的電流方向相反；也即某一小線圈中各處電流方向若構(gòu)成一圈逆時針的方向，則另相鄰的小線圈中各處流過的電流必構(gòu)成一圈順時針的方向。
[0024]圖2還示出:
[0025]本例的探頭線圈與高頻信號源相連的方式是:探頭線圈中的兩對檢測線圈(L11、L12和L21、L22)對應(yīng)連接的兩個高頻信號源SI和S2的頻率不同(即一對探頭線圈Lll和L12對應(yīng)連接高頻信號源SI，另一對探頭線圈L21和L22對應(yīng)連接高頻信號源S2，高頻信號源SI和高頻信號源S2的頻率不同)。
[0026]本例的探頭線圈與信號檢測電路和信號處理單元相連的具體結(jié)構(gòu)是:每對檢測線圈(Lll、L12或L21、L22)與相應(yīng)的信號檢測電路(PSl或PS2)相連，兩個信號檢測電路(PSl和PS2)的輸出在饋入間距信號處理單元(G)的同時也饋入速度信號處理單元(V)，且間距信號處理單元與速度信號處理單元相互獨(dú)立。間距信號處理單元輸出沒有齒槽誤差的懸浮間距值，速度信號處理單元在任何懸浮間距下都能輸出高精度的列車運(yùn)行速度值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種能夠同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，包括與車體上高頻信號源相連的探頭線圈、與探頭線圈連接的信號檢測電路、以及與信號檢測電路輸出相連接的間距信號處理單元和速度信號處理單元；其特征在于，檢測線圈分為橫向并列的兩對，即:第一檢測線圈對(L11、L12)和第二檢測線圈對(L21、L22);第一檢測線圈對(Lll、L12)和第二檢測線圈對(L21、L22)沿軌道縱向錯開1/4齒槽單元長度D排布；各檢測線圈對中的兩個檢測線圈沿軌道縱向的距離為1/2齒槽單元長度D排布，且每個線圈繞制成沿軌道橫向排列的兩個大小相等的矩形小線圈，每個線圈間的相鄰的兩個小線圈中的電流方向相反；兩對檢測線圈輸入端分別連接到兩個高頻信號源(SI和S2)，兩高頻信號源的頻率不同；兩對檢測線圈的輸出端分別與相互獨(dú)立的兩個信號檢測電路(PSl和PS2)相連；兩個信號檢測電路的輸出端各自分別與速度信號處理單元V和間距信號處理單元G相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，其特征在于:所述的探頭線圈與信號檢測電路相連的具體結(jié)構(gòu)是:兩對檢測線圈分別與相應(yīng)的信號檢測電路相連，兩個信號檢測電路(PSl和PS2)相互獨(dú)立。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，其特征在于:所述的信號檢測電路(PSl和PS2)的輸出在饋入間距信號處理單元G的同時也饋入速度信號處理單元V，且間距信號處理單元與速度信號處理單元相互獨(dú)立。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，其特征在于:所述的間距信號處理單元G依據(jù)信號檢測電路(PSl和PS2)提供的信號進(jìn)行間距信號提取，輸出傳感器探頭表面與軌道齒面的距離值，且間距值跟傳感器與沿軌縱向的齒槽相對位置無關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，其特征在于:所述的速度信號處理單元V依據(jù)信號檢測電路(PSl和PS2)提供的信號進(jìn)行速度信號提取，輸出列車運(yùn)行速度值，且速度值跟傳感器與軌道齒面之間的懸浮間距值無關(guān)。
【專利摘要】本發(fā)明為一種能夠同時檢測磁浮列車懸浮間距和運(yùn)行速度的傳感器，間距檢測與速度檢測共用同一套探頭線圈，探頭線圈由4個檢測線圈組成，檢測線圈分為兩對，兩對檢測線圈沿軌道縱向錯開1/4齒槽單元長度D，每對檢測線圈又由沿軌道縱向的距離為1/2齒槽單元長度D的兩列檢測線圈組成，每列檢測線圈則由沿軌道橫向排列的兩個大小相等的矩形小線圈連接構(gòu)成，且每列線圈中的相鄰的兩小線圈中的電流方向相反。檢測線圈由高頻信號源提供激勵信號，由檢測電路提取的信號在饋入間距信號處理單元的同時也饋入速度信號處理單元。該傳感器能夠同時檢測出列車懸浮間距和運(yùn)行速度，間距測量不受軌道齒槽結(jié)構(gòu)影響，速度測量不受懸浮間距影響，檢測出的懸浮距離和運(yùn)行速度準(zhǔn)確、可靠，精度高。
【IPC分類】G01P3-50, G01B7-15, B60L13-06
【公開號】CN104553872
【申請?zhí)枴緾N201410787240
【發(fā)明人】靖永志, 郭小舟, 王瀅, 張昆侖, 董金文, 劉國清, 何飛
【申請人】西南交通大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月17日