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      一種電路板及道岔密貼檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法

      文檔序號(hào):8955294閱讀:481來(lái)源:國(guó)知局
      一種電路板及道岔密貼檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本發(fā)明涉及電子器件及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種電路板及道岔密貼檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法。
      【背景技術(shù)】
      [0002]目前在我國(guó)使用的道岔密貼檢測(cè)裝置主要為德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的密貼檢查器和中國(guó)鐵路通信信號(hào)集團(tuán)公司JMl型密貼檢查器。兩款產(chǎn)品均安裝在第一、二牽引點(diǎn)間基本軌底部或通過(guò)長(zhǎng)連桿連接到軌外的獨(dú)立基座,只能對(duì)尖軌與基本軌的密貼是否到位給出“通”與“不通”的“開關(guān)”信號(hào),不能反映密貼時(shí)間隙變化。專利201410137025.6,給出一中一種基于電磁渦流激勵(lì)采集的道岔尖軌密貼形變裝置,具有非接觸、不受油污等介質(zhì)的影響等優(yōu)點(diǎn)。但是該裝置采用數(shù)個(gè)分離線圈的方式,環(huán)境耐受性差,易損壞,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝受限且成本高。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電路板及道岔密貼檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法,將線圈、電感傳感器、微控制器集成在一塊l_2mm厚的電路板上,結(jié)構(gòu)緊湊,壽命長(zhǎng),成本低,并采用灌膠封裝形式進(jìn)行封裝,其環(huán)境耐受性好,通過(guò)電感傳感器測(cè)量基本軌與尖軌的間距的變化過(guò)程,來(lái)判斷道岔密貼的狀態(tài)。
      [0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種電路板,電路板上印制有線圈。
      [0005]優(yōu)選的,所述線圈為蝸牛式環(huán)繞線圈。
      [0006]—種道岔密貼檢測(cè)裝置,檢測(cè)裝置包括權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的電路板,所述電路板上還設(shè)置有電感傳感器、微控制器,所述電路板灌封在灌膠封裝盒內(nèi),所述電感傳感器通過(guò)印制在電路板上的線圈感應(yīng)尖軌和基本軌的間距信號(hào),并將獲得的信號(hào)傳送給所述微控制器,所述微控制器將處理后的信號(hào)通過(guò)有線通信模塊或無(wú)線通信模塊傳送給上層控制單元。
      [0007]優(yōu)選的,所述灌膠封裝盒分別固定安裝在兩條基本軌內(nèi)側(cè),且灌膠封裝盒內(nèi)的控制電路板與基本軌的軌面垂直設(shè)置。
      [0008]優(yōu)選的,所述電路板的厚度為l_2mm。
      [0009]一種道岔密貼檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法,該檢測(cè)方法包括以下步驟:
      1)將灌膠封裝盒分別安裝在兩條基本軌的內(nèi)側(cè),內(nèi)部的電路板與上層控制單元相適配的連通;
      2)通過(guò)灌膠封裝盒內(nèi)的電感傳感器及印制在電路板上的線圈分別測(cè)量基本軌與尖軌的間距的變化過(guò)程,并傳送至微控制器;
      3)微控制器進(jìn)行處理采集到的基本軌與尖軌間距的變化過(guò)程,并將處理后的信號(hào)傳送至上層控制單元進(jìn)行判斷道岔密貼的狀態(tài)。
      [0010]優(yōu)選的,所述步驟2)中的基本軌與尖軌的間距的變化過(guò)程為一側(cè)基本軌與尖軌的分離過(guò)程和另一側(cè)基本軌和尖軌的接近過(guò)程。
      [0011]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明安裝于兩條基本軌的內(nèi)側(cè),采用非觸電感傳感器測(cè)量尖軌的和基本軌的間距,確定二者是否密貼。兩側(cè)的傳感器分別測(cè)量基本軌與尖軌的間距的變化過(guò)程,只有一側(cè)基本軌和尖軌間距大于設(shè)定的間隔距離,一側(cè)小于設(shè)定的密貼距離,才可判斷道岔處于密貼狀態(tài)。該密貼裝置將線圈、電感傳感器、微控制器設(shè)置在一塊l-2mm厚的電路板上,其中線圈印制在電路板上,其結(jié)構(gòu)緊湊,體積小、集成度高、可靠性高,可在水、油、灰塵、污染物環(huán)境下工作,適用于室外道岔安裝環(huán)境;采用灌膠封裝形式其環(huán)境耐受性好。
      【附圖說(shuō)明】
      [0012]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖;
      圖2是本發(fā)明電路原理圖;
      圖3是本發(fā)明實(shí)施例的電路圖;
      圖4是本發(fā)明實(shí)施例中線圈的結(jié)構(gòu)示意圖;
      其中,I基本軌,2尖軌,3灌膠封裝盒。
      【具體實(shí)施方式】
      [0013]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
      [0014]如圖1和圖2所不,本發(fā)明是一種電路板,控制電路板上印制有線圈;所述線圈為蝸牛式環(huán)繞線圈;所述電路板上的線圈還可以為方形環(huán)繞式線圈,或者其他環(huán)繞行前期均可,所述線圈可根據(jù)實(shí)際需求,如,需要檢測(cè)的距離、目標(biāo)尺寸、目標(biāo)材料、檢測(cè)的分辨率,可確定線圈參數(shù):線圈的形狀(圓形、方形、六邊形、八邊形)、匝數(shù)、線寬、銅皮厚度、線圈層數(shù)、線間距等,導(dǎo)出相應(yīng)的PCB設(shè)計(jì);檢測(cè)裝置包括上述的電路板,所述電路板上還設(shè)置有電感傳感器、微控制器,所述電路板灌封在灌膠封裝盒3內(nèi),所述電感傳感器通過(guò)印制在電路板上的線圈感應(yīng)尖軌2和基本軌I的間距信號(hào),并將獲得的信號(hào)傳送給所述微控制器,所述微控制器將處理后的信號(hào)通過(guò)有線通信模塊或無(wú)線通信模塊傳送給上層控制單元;所述灌膠封裝盒3分別固定安裝在兩條基本軌I內(nèi)側(cè),且灌膠封裝盒3內(nèi)的控制電路板與基本軌的軌面垂直設(shè)置;所述電路板的厚度為l_2mm ;灌膠封裝盒3實(shí)現(xiàn)防水和增大機(jī)械強(qiáng)度的目的,所述電感傳感器為L(zhǎng)C1612雙通道電感傳感器,微控制器為帶有CAN接口的Dispic33FJ64GP710A微控制器;所述LC1612雙通道電感傳感器通過(guò)與INOA、INOB和IN1A、INlB分別連接的線圈感應(yīng)尖軌2和基本軌I的間距信號(hào),并通過(guò)I2C接口傳送至Dispic33FJ64GP710A微控制器進(jìn)行處理;Dispic33FJ64GP710A微控制器的可通過(guò)1接口對(duì)Dispic33FJ64GP710A微控制器進(jìn)行關(guān)斷控制,并將處理后的信號(hào)通過(guò)CAN接口傳送至上層控制單元。
      [0015]一種道岔密貼檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法,該檢測(cè)方法包括以下步驟: 1)將灌膠封裝盒3分別安裝在兩條基本軌I的內(nèi)側(cè),內(nèi)部的電路板與上層控制單元相適配的連通;
      2)通過(guò)灌膠封裝盒3內(nèi)的電感傳感器及印制在電路板上的線圈分別測(cè)量基本軌I與尖軌2的間距的變化過(guò)程,并傳送至微控制器;
      3)微控制器進(jìn)行處理采集到的基本軌I與尖軌2間距的變化過(guò)程,并將處理后的信號(hào)傳送至上層控制單元進(jìn)行判斷道岔密貼的狀態(tài)。
      [0016]其中,所述步驟2)中的基本軌I與尖軌2的間距的變化過(guò)程為一側(cè)基本軌與尖軌的分離過(guò)程和另一側(cè)基本軌和尖軌的接近過(guò)程。
      [0017]本發(fā)明依據(jù)的工作原理為:電感傳感器通過(guò)激勵(lì)外置的線圈產(chǎn)生交流磁場(chǎng),當(dāng)導(dǎo)電物體(如金屬)接近線圈時(shí),交流磁場(chǎng)會(huì)在導(dǎo)體表面形成渦流,渦流與導(dǎo)體和線圈距離、導(dǎo)體尺寸密切相關(guān)。渦流也將產(chǎn)生磁場(chǎng),該磁場(chǎng)與線圈產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)相反并對(duì)原有磁場(chǎng)產(chǎn)生作用,這種作用原理類似變壓器,線圈作為初級(jí),導(dǎo)體作為次級(jí),初、次級(jí)的電感耦合依賴于導(dǎo)體與線圈距離、導(dǎo)體尺寸。非接觸電感傳感器通過(guò)測(cè)量激勵(lì)內(nèi)部LC振蕩器保持恒定振幅振蕩,通過(guò)振蕩器的能量耗散確定由于導(dǎo)體的存在產(chǎn)生的等效并聯(lián)阻抗。該阻抗和物體與線圈的間距有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。
      [0018]如圖1右側(cè)部分,此時(shí)基本軌與尖軌間距處于分離狀態(tài),二者間距通常大于1cm,我們稱之為二者處于離開狀態(tài)。電感傳感器為非接觸近距離高精度檢測(cè),檢測(cè)距離通常為數(shù)毫米,二者處于離開狀態(tài)時(shí),電感傳感器檢測(cè)不到尖軌。當(dāng)尖軌貼近基本軌時(shí),如圖1中左側(cè)所示,二者距離在毫米范圍,稱之為二者處于密貼狀態(tài),在密貼狀態(tài)二者間距在電感傳感器的檢測(cè)范圍,而且當(dāng)尖軌和基本軌由密貼狀態(tài)逐步分開,電感傳感器也可檢測(cè)分開的過(guò)程。同樣也可檢測(cè)進(jìn)入到電感傳感器檢測(cè)范圍內(nèi)的尖軌逐步靠近基本軌的過(guò)程。
      [0019]如圖3所示,電感傳感器采用德州儀器(Texas Instruments)雙通道電感傳感器LC1612雙通道電感傳感器,微控制器(MCU)根據(jù)采用的外部輸出接口類型可以不同,如采用CAN接口的微芯公司(microchip)公司Dispic33FJ64GP710A微控制器。該傳感器連接兩個(gè)線圈,兩個(gè)目標(biāo)物體(Target),分別靠近線圈,傳感器將目標(biāo)物體與線圈的距離計(jì)算出,并通過(guò)I2C接口與微控制器(MCU)相連,微控制器可通過(guò)1 口(GP1)關(guān)斷傳感器信號(hào)輸入,微控制器將傳感器傳遞的信息進(jìn)行處理,并按照設(shè)定的速率、周期通過(guò)CAN接口將信息傳遞給上層控制單元。
      [0020]道岔密貼檢測(cè)單元內(nèi)的傳感器分別測(cè)量基本軌與尖軌的間距的變化過(guò)程,只有一側(cè)基本軌和尖軌間距從小于密貼間距到大于離開距離的過(guò)程,而另一側(cè)由大于設(shè)定的離開距離到小于密貼間距的過(guò)程,才可判斷道岔處于密貼狀態(tài)。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種電路板,其特征在于:電路板上印制有線圈。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電路板,其特征在于:所述線圈為蝸牛式環(huán)繞線圈。3.一種道岔密貼檢測(cè)裝置,其特征在于:檢測(cè)裝置包括權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的電路板,所述電路板上還設(shè)置有電感傳感器、微控制器,所述電路板灌封在灌膠封裝盒(3)內(nèi),所述電感傳感器通過(guò)印制在電路板上的線圈感應(yīng)尖軌(2)和基本軌(1)的間距信號(hào),并將獲得的信號(hào)傳送給所述微控制器,所述微控制器將處理后的信號(hào)通過(guò)有線通信模塊或無(wú)線通信模塊傳送給上層控制單元。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種道岔密貼檢測(cè)裝置,其特征在于:所述灌膠封裝盒(3)分別固定安裝在兩條基本軌(1)內(nèi)側(cè),且灌膠封裝盒(3)內(nèi)的控制電路板與基本軌的軌面垂直設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種道岔密貼檢測(cè)裝置,其特征在于:所述電路板的厚度為l-2mm06.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種道岔密貼檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法,其特征在于:該檢測(cè)方法包括以下步驟:1)將灌膠封裝盒(3)分別安裝在兩條基本軌(1)的內(nèi)側(cè),內(nèi)部的電路板與上層控制單元相適配的連通;2)通過(guò)灌膠封裝盒(3)內(nèi)的電感傳感器及印制在電路板上的線圈分別測(cè)量基本軌(1)與尖軌(2)的間距的變化過(guò)程,并傳送至微控制器;3)微控制器進(jìn)行處理采集到的基本軌(1)與尖軌(2)間距的變化過(guò)程,并將處理后的信號(hào)傳送至上層控制單元進(jìn)行判斷道岔密貼的狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種道岔密貼檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法,其特征在于:所述步驟2)中的基本軌(1)與尖軌(2 )的間距的變化過(guò)程為一側(cè)基本軌與尖軌的分離過(guò)程和另一側(cè)基本軌和尖軌的接近過(guò)程。
      【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電路板及道岔密貼檢測(cè)裝置和檢測(cè)方法,涉及電子器件及軌道交通技術(shù)領(lǐng)域。包括權(quán)利要求1的電路板,所述電路板上還設(shè)置有電感傳感器、微控制器,所述電路板灌封在灌膠封裝盒內(nèi),所述電感傳感器通過(guò)印制在電路板上的線圈感應(yīng)尖軌和基本軌的間距信號(hào),并將獲得的信號(hào)傳送給所述微控制器,所述微控制器將處理后的信號(hào)通過(guò)有線通信模塊或無(wú)線通信模塊傳送給上層控制單元。本發(fā)明將線圈、電感傳感器、微控制器集成在一塊1-2mm厚的電路板上,并灌封在灌膠封裝盒內(nèi),其結(jié)構(gòu)緊湊,體積小、集成度高、可靠性高,可在水、油、灰塵、污染物環(huán)境下工作,適用于室外道岔安裝環(huán)境。
      【IPC分類】B61K9/08
      【公開號(hào)】CN105172840
      【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】剛建華, 王炳章, 姜榮東, 杜成剛, 魯明珠
      【申請(qǐng)人】滄州師范學(xué)院
      【公開日】2015年12月23日
      【申請(qǐng)日】2015年9月29日
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