專利名稱：一種列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)線電信號(hào)及干擾測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，電カ牽引機(jī)車(chē)及電動(dòng)車(chē)組已成為主要運(yùn)輸工具，并且自動(dòng)化的列控系統(tǒng)已經(jīng)替代人力成為列車(chē)運(yùn)行控制的主要手段。在這類車(chē)輛上，列控設(shè)備的組成非常復(fù)雜。一般地，車(chē)載列車(chē)控制設(shè)備包括高壓系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)等。由于設(shè)備密度大，線纜密集，因此列控制設(shè)備的電磁環(huán)境十分復(fù)雜。在這種情況下，如何實(shí)現(xiàn)車(chē)載列控設(shè)備間的電磁兼容，以使各設(shè)備協(xié)同工作而互不干擾，成為鐵路工作者面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)。車(chē)載列控設(shè)備能否正常、安全、穩(wěn)定地工作是關(guān)系到整個(gè)鐵路能夠安全運(yùn)行的大事。電磁干擾(EMI)測(cè)量是研究電氣電子系統(tǒng)、設(shè)備的干擾與抗干擾和電磁兼容性 (EMC)問(wèn)題的主要技術(shù)手段之一。要研究車(chē)載列控設(shè)備的抗電磁干擾性能，需要對(duì)車(chē)載列控設(shè)備運(yùn)行時(shí)所處的電磁環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。從空間角度來(lái)分，列控設(shè)備的電磁環(huán)境主要包括車(chē)頂空間電磁環(huán)境、車(chē)廂內(nèi)電磁環(huán)境和車(chē)底電磁環(huán)境三個(gè)部分；從測(cè)量的物理量來(lái)劃分，列控設(shè)備的電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包括電場(chǎng)監(jiān)測(cè)、磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)和傳導(dǎo)電流監(jiān)測(cè)。目前，還沒(méi)有專門(mén)用于列車(chē)車(chē)載列控系統(tǒng)的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型提供的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括控制單元、切換単元、傳感器単元和儀表單元。所述傳感器単元包括至少ー個(gè)用于感測(cè)交變電流的傳感器、 至少ー個(gè)用于感測(cè)交變電場(chǎng)的傳感器和至少ー個(gè)用于感測(cè)交變磁場(chǎng)的傳感器，分別用于感測(cè)交變電流、交變電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)產(chǎn)生多個(gè)射頻電信號(hào)。所述控制単元用于向所述切換單元發(fā)送控制信號(hào)。所述切換單元響應(yīng)所述控制單元的控制信號(hào)將來(lái)自傳感器単元的多個(gè)射頻電信號(hào)中的至少ー個(gè)射頻電信號(hào)輸出至所述儀表単元。所述儀表単元用于對(duì)來(lái)自所述切換單元的射頻電信號(hào)進(jìn)行頻譜分析或時(shí)域包絡(luò)分析，并用于將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至所述控制單兀。優(yōu)選地，所述能夠感測(cè)交變電流的傳感器安裝于接入車(chē)載列控設(shè)備的信號(hào)電纜的末端，且能夠測(cè)量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變電流信號(hào)。優(yōu)選地，所述能夠感測(cè)交變電場(chǎng)的傳感器安裝于列車(chē)的頂部，且能夠測(cè)量頻率范圍為30MHz 3GHz的交變電場(chǎng)信號(hào)。優(yōu)選地，所述能夠感測(cè)交變磁場(chǎng)的傳感器安裝于列車(chē)底部的設(shè)備艙內(nèi)，且能夠測(cè)量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變磁場(chǎng)信號(hào)。[0011]優(yōu)選地，所述儀表単元包括至少一臺(tái)能夠測(cè)量頻率范圍為9kHz 3GHz的交變電場(chǎng)信號(hào)的頻譜分析儀或EMI測(cè)量接收機(jī)。優(yōu)選地，所述控制單元進(jìn)一步用于向所述儀表単元發(fā)送控制信號(hào)，所述儀表単元響應(yīng)所述控制単元的控制信號(hào)設(shè)置測(cè)量參數(shù)、更改測(cè)量參數(shù)或獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述控制単元與所述儀表単元之間、以及所述控制単元與所述切換単元之間通過(guò)USB、GPIB或LAN連接。優(yōu)選地，所述切換単元與所述傳感器単元之間、以及所述切換単元與所述儀表單元之間通過(guò)同軸電纜連接。優(yōu)選地，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一歩包括至少ー個(gè)遠(yuǎn)程終端。優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程終端向所述控制単元發(fā)送控制信號(hào)，所述控制単元再將來(lái)自所述遠(yuǎn)程終端的控制信號(hào)發(fā)送至所述切換単元，所述切換單元響應(yīng)所述控制單元的控制信號(hào)將來(lái)自傳感器単元的多個(gè)射頻電信號(hào)中的至少ー個(gè)射頻電信號(hào)輸出至所述儀表単元。優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程終端進(jìn)一步用于向所述控制単元發(fā)送控制信號(hào)，所述控制単元再將來(lái)自所述遠(yuǎn)程終端的控制信號(hào)發(fā)送至所述儀表単元，所述儀表單元響應(yīng)所述控制單元的控制信號(hào)設(shè)置測(cè)量參數(shù)、更改測(cè)量參數(shù)或獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述控制単元與所述遠(yuǎn)程終端之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。本實(shí)用新型具有如下有益效果應(yīng)用本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)α熊?chē)車(chē)載列控設(shè)備所處的電磁環(huán)境中的電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及信號(hào)電纜中的共模騷擾電流進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和數(shù)據(jù)采集，從而獲得列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備正常運(yùn)行或出現(xiàn)故障時(shí)所處的電磁環(huán)境的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不僅可以用于判定列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備是否受到電磁干擾的影響，而且可以用于對(duì)列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備所處的電磁環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的、客觀的分析和評(píng)估，最終改善鐵路運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)ー步的描述。本實(shí)用新型提供的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括控制單元1、切換單元2、傳感器単元3、儀表單元4和例如ー個(gè)遠(yuǎn)程終端5，所述控制単元1依次與所述切換單元2和所述傳感器単元3連接，所述儀表単元4分別與所述控制単元1和所述切換單元2連接，如圖1所示。下面進(jìn)ー步說(shuō)明所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所包括的各単元的具體結(jié)構(gòu)和功能。傳感器単元3所述傳感器単元3可包括例如四個(gè)能夠感測(cè)交變電流的傳感器、一個(gè)能夠感測(cè)交變電場(chǎng)的傳感器和至少ー個(gè)能夠感測(cè)交變磁場(chǎng)的傳感器。所述四個(gè)能夠感測(cè)交變電流的傳感器可安裝于例如接入車(chē)載列控設(shè)備的信號(hào)電纜的末端，且能夠測(cè)量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變電流，用于感測(cè)信號(hào)電纜中的共模騷擾電流并產(chǎn)生射頻電信號(hào)。所述ー個(gè)能夠感測(cè)交變電場(chǎng)的傳感器可安裝于例如列車(chē)的頂部，且能夠測(cè)量頻率范圍為30MHz 3GHz的交變電場(chǎng)信號(hào)，用于測(cè)量列車(chē)頂部及其周?chē)臻g的騷擾電場(chǎng)的強(qiáng)度并產(chǎn)生射頻電信號(hào)。所述ー個(gè)能夠感測(cè)交變磁場(chǎng)的傳感器可安裝于例如列車(chē)底部的設(shè)備艙內(nèi)，且能夠測(cè)量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變磁場(chǎng)信號(hào)，用于測(cè)量列車(chē)底部及其周?chē)臻g的騷擾磁場(chǎng)的強(qiáng)度并產(chǎn)生射頻電信號(hào)。在所述傳感器単元3與所述切換単元2之間，所述射頻電信號(hào)由所述傳感器単元3向所述切換単元2傳輸?？刂茊卧?所述控制単元1例如包括計(jì)算機(jī)。所述控制単元1用于向所述切換単元2發(fā)送控制信號(hào)。所述切換単元2響應(yīng)所述控制単元1的控制信號(hào)將來(lái)自傳感器単元1的多個(gè)射頻電信號(hào)中的至少ー個(gè)射頻電信號(hào)輸出至所述儀表単元4。所述控制単元1進(jìn)ー步用于向所述儀表単元4發(fā)送控制信號(hào)，所述儀表単元4響應(yīng)所述控制単元1的控制信號(hào)設(shè)置測(cè)量參數(shù)、更改測(cè)量參數(shù)或獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。所述控制単元1還能夠用于對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)以及進(jìn)一歩的處理和分析。所述控制単元1的計(jì)算機(jī)還能夠接收來(lái)自除本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之外的其它設(shè)備的列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息例如車(chē)速、運(yùn)行區(qū)間、列車(chē)當(dāng)前位置的經(jīng)緯度等，并將上述信息與本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綁定和存儲(chǔ)。切換單元2 所述切換単元2與所述傳感器単元3之間、以及所述切換単元2與所述儀表単元4 之間可通過(guò)同軸電纜連接。所述切換単元2與所述控制単元1之間可通過(guò)例如USB連接。 在所述切換単元2與所述儀表単元4之間，所述射頻電信號(hào)由所述切換単元2向所述儀表単元4傳輸。儀表單元4所述儀表単元4可包括例如一臺(tái)頻譜分析儀，該頻譜分析儀能夠測(cè)量頻率范圍為 9kHz 3GHz的射頻電信號(hào)。所述儀表単元4與所述控制単元1之間可通過(guò)例如USB連接。 所述儀表単元4用于對(duì)來(lái)自所述切換単元2的射頻電信號(hào)進(jìn)行頻譜分析或時(shí)域包絡(luò)分析， 并用于將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至所述控制単元1。根據(jù)分析目的的不同，主要采用以下兩種分析模式一是頻率掃描模式，通過(guò)對(duì)目標(biāo)頻段的連續(xù)掃描，獲取該目標(biāo)頻段的頻譜信息；二是零掃寬模式，通過(guò)對(duì)目標(biāo)頻點(diǎn)的零掃寬測(cè)量，獲得該頻點(diǎn)特定帶寬內(nèi)的時(shí)域包絡(luò)幅度信息。遠(yuǎn)程終端5所述遠(yuǎn)程終端5可包括例如一臺(tái)計(jì)算機(jī)。所述遠(yuǎn)程終端5與所述控制単元1之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)例如列車(chē)上的局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，例如測(cè)量數(shù)據(jù)或控制信號(hào)的傳輸。所述遠(yuǎn)程終端5向所述控制単元1發(fā)送控制信號(hào)，所述控制単元1再將來(lái)自所述遠(yuǎn)程終端5的控制信號(hào)發(fā)送至所述切換単元2，所述切換単元2響應(yīng)所述控制単元1的控制信號(hào)將來(lái)自傳感器単元1的多個(gè)射頻電信號(hào)中的至少ー個(gè)射頻電信號(hào)輸出至所述儀表単元4。所述遠(yuǎn)程終端5進(jìn)ー步用于向所述控制単元1發(fā)送控制信號(hào)，所述控制単元1再將來(lái)自所述遠(yuǎn)程終端 5的控制信號(hào)發(fā)送至所述儀表単元4，所述儀表単元4響應(yīng)所述控制単元1的控制信號(hào)設(shè)置測(cè)量參數(shù)、更改測(cè)量參數(shù)或獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。所述遠(yuǎn)程終端5還能夠用于對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程的顯示、存儲(chǔ)以及進(jìn)ー步的處理和分析。應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)的基礎(chǔ)上可以對(duì)各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括控制單元(1)、切換単元O)、傳感器単元C3)和儀表單元；所述傳感器単元(3)包括至少ー個(gè)用于感測(cè)交變電流的傳感器、至少ー個(gè)用于感測(cè)交變電場(chǎng)的傳感器和至少ー個(gè)用于感測(cè)交變磁場(chǎng)的傳感器，分別用于感測(cè)交變電流、交變電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)產(chǎn)生多個(gè)射頻電信號(hào)；所述控制単元(1)用于向所述切換単元(2)發(fā)送控制信號(hào)；所述切換単元( 響應(yīng)所述控制単元(1)的控制信號(hào)將來(lái)自傳感器単元(1)的多個(gè)射頻電信號(hào)中的至少ー個(gè)射頻電信號(hào)輸出至所述儀表単元；所述儀表単元(4)用于對(duì)來(lái)自所述切換単元( 的射頻電信號(hào)進(jìn)行頻譜分析或時(shí)域包絡(luò)分析，并用于將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至所述控制単元(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述能夠感測(cè)交變電流的傳感器安裝于接入車(chē)載列控設(shè)備的信號(hào)電纜的末端，且能夠感測(cè)頻率范圍為9kHz 30MHz的交變電流信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述能夠感測(cè)交變電場(chǎng)的傳感器安裝于列車(chē)的頂部，且能夠感測(cè)頻率范圍為30MHz 3GHz的交變電場(chǎng)信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述能夠感測(cè)交變磁場(chǎng)的傳感器安裝于列車(chē)底部的設(shè)備艙內(nèi)，且能夠感測(cè)頻率范圍為9kHz 30MHz的交變磁場(chǎng)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述儀表單元(4)包括至少一臺(tái)能夠測(cè)量頻率范圍為9kHz 3GHz的電場(chǎng)信號(hào)的頻譜分析儀或 EMI測(cè)量接收機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述控制單元(1)進(jìn)ー步用于向所述儀表単元(4)發(fā)送控制信號(hào)，所述儀表単元(4)響應(yīng)所述控制單元(1)的控制信號(hào)設(shè)置測(cè)量參數(shù)、更改測(cè)量參數(shù)或獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述控制單元⑴與所述儀表単元⑷之間、以及所述控制単元⑴與所述切換単元⑵之間通過(guò)USB、GPIB或LAN連接；所述切換単元( 與所述傳感器単元C3)之間、以及所述切換単元O)與所述儀表単元(4)之間通過(guò)同軸電纜連接。
8.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)一歩包括至少ー個(gè)遠(yuǎn)程終端(5)。
9.如權(quán)利要求8所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述遠(yuǎn)程終端(5)向所述控制単元(1)發(fā)送控制信號(hào)，所述控制単元(1)再將來(lái)自所述遠(yuǎn)程終端(5)的控制信號(hào)發(fā)送至所述切換単元O)，所述切換単元( 響應(yīng)所述控制単元(1)的控制信號(hào)將來(lái)自傳感器単元(1)的多個(gè)射頻電信號(hào)中的至少ー個(gè)射頻電信號(hào)輸出至所述儀表単元⑷。
10.如權(quán)利要求9所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述遠(yuǎn)程終端( 進(jìn)ー步用于向所述控制単元(1)發(fā)送控制信號(hào)，所述控制単元(1)再將來(lái)自所述遠(yuǎn)程終端( 的控制信號(hào)發(fā)送至所述儀表単元，所述儀表単元(4)響應(yīng)所述控制單元(1)的控制信號(hào)設(shè)置測(cè)量參數(shù)、更改測(cè)量參數(shù)或獲取測(cè)量數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求1所述的列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干，所述控制單元(1)與所述遠(yuǎn)程終端( 之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息傳輸。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種列車(chē)車(chē)載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括控制單元(1)、切換單元(2)、傳感器單元(3)和儀表單元(4)。所述傳感器單元(3)包括至少一個(gè)用于感測(cè)交變電流的傳感器、至少一個(gè)用于感測(cè)交變電場(chǎng)的傳感器和至少一個(gè)用于感測(cè)交變磁場(chǎng)的傳感器，分別用于感測(cè)交變電流、交變電場(chǎng)和交變磁場(chǎng)產(chǎn)生多個(gè)射頻電信號(hào)。所述控制單元(1)用于向所述切換單元(2)發(fā)送控制信號(hào)。所述切換單元(2)響應(yīng)所述控制單元(1)的控制信號(hào)將來(lái)自傳感器單元(1)的多個(gè)射頻電信號(hào)中的至少一個(gè)射頻電信號(hào)輸出至所述儀表單元(4)。所述儀表單元(4)用于對(duì)來(lái)自所述切換單元(2)的射頻電信號(hào)進(jìn)行頻譜分析或時(shí)域包絡(luò)分析，并用于將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至所述控制單元(1)。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202305698SQ20112040686
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者周克生, 崔勇, 朱云, 王鳳蘭, 王國(guó)棟, 聞?dòng)臣t, 陳嵩 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)