專利名稱：用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及對自動軌道衡中的傳感器的工作狀態(tài)的進(jìn)行監(jiān)控、檢測的設(shè)備，具體來說，本發(fā)明涉及一種用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自動軌道衡是對鐵路運(yùn)輸車輛進(jìn)行稱重的計量設(shè)備。用于自動軌道衡的傳感器主要分為壓力傳感器和剪力傳感器兩種。在實(shí)際應(yīng)用中，通常采用硬件或軟件的方式將傳感器信號進(jìn)行并聯(lián)或疊加。由于傳感器的輸出通常只有若干毫伏，因此該信號必須經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換等過程，才能由控制設(shè)備進(jìn)行采集、記錄、處理和顯示。在自動軌道衡中，就傳感器信號的產(chǎn)生到最終在顯示終端上顯示出來，其過程是一個串行過程，因此在該過程中的任意一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都將導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。分析信號傳輸過程中故障產(chǎn)生的原因，可以分為傳感器故障、線路連接故障、信號放大以及模數(shù)轉(zhuǎn)換異常等導(dǎo)致信號疊加異常等。其中傳感器故障由可分為傳感器安裝異常和傳感器損壞；線路連接故障中包括線路短路和虛接。由于傳感器與鋼軌直接接觸，因此雷電或軌道電路也會對傳感器產(chǎn)生影響甚至導(dǎo)致其損壞。傳感器工作電壓負(fù)極與信號放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的負(fù)極是等電位，因此當(dāng)傳感器工作電壓受到外界干擾時，信號放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路也將工作異常。如圖I所示，其為現(xiàn)有技術(shù)的傳感器的接線布置的示意圖，其中傳感器供橋用于為傳感器提供工作的直流電源，這一電源通常由數(shù)據(jù)采集儀提供；傳感器信號1-4是傳感器1-4的輸出信號，通常是若干毫伏的直流電壓信號，這些電壓信號作為自動軌道衡中的數(shù)據(jù)采集儀的輸入信號通過傳輸電纜與數(shù)據(jù)采集儀相連。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要將其輸出信號進(jìn)行并聯(lián)。此外，傳感器是安裝在鐵路線路上或線路下面的稱重臺面中，而數(shù)據(jù)采集儀或數(shù)據(jù)顯示裝置通常是在控制室內(nèi)，兩者相距幾百米是常有的情況，因此在安裝調(diào)試或維修調(diào)試過程中，觀察傳感器工作狀態(tài)比較困難，特別是在安裝調(diào)試過程中，由于現(xiàn)場可能還沒有安裝數(shù)據(jù)采集儀，對傳感器的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)試更加困難。利用普通萬用表的毫伏檢測擋進(jìn)行檢測，由于其計量精度有限，因此檢測和調(diào)試傳感器工作狀態(tài)只能靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其可以使得在傳感器的安裝調(diào)試或維修調(diào)試過程中的操作相對簡單，并且使得傳感器的安裝調(diào)試或維修調(diào)試的精度提高，此外具有防雷擊的功能。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其包括傳感器供橋、至少一個傳感器以及數(shù)字信號顯示裝置；其中，所述至少一個傳感器通過各自的供橋防雷單元與傳感器供橋連接，并且所述至少一個傳感器通過各自的信號防雷單元與數(shù)字信號顯示裝置連接；所述數(shù)字信號顯示裝置具有傳感器信號輸入端子以及相應(yīng)的傳感器信號輸出端子。上述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)中，所述信號防雷單元包括信號防雷電路，該信號防雷電路包括一個陶瓷氣體放電管G1、兩個電感LI和L2、以及一個固體放電管Dl ;其中，電感LI與電感L2為并聯(lián)關(guān)系；陶瓷氣體放電管Gl的第一端連接至電感LI的第一端，陶瓷氣體放電管Gl的第二端連接至電感L2的第一端，并且陶瓷氣體放電管Gl連接防雷保護(hù)地線PE ;固體放電管Dl的第一端連接至電感LI的第二端，固體放電管Dl的第二端連接至電感L2的第二端。上述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)中，所述供橋防雷單元包括供橋防雷電路，該供橋防雷電路包括有陶瓷氣體放電管和G2、四個電感L3至L6、一個固體放電管Dl和D2、以及兩個壓敏電阻Ml和M2 ;其中，電感L3和電感L4的串聯(lián)與電感L5和電感L6的串聯(lián)之間為并聯(lián)關(guān)系；陶瓷氣體放電管·G2的第一端連接至電感L3的第一端，陶瓷氣體放電管G2的第二端連接至電感L5的第一端，并且陶瓷氣體放電管G2連接防雷保護(hù)地線PE ;固體放電管D2的第一端連接至電感L6的第二端，固體放電管D2的第二端連接至電感L4的第二端；壓敏電阻Ml和壓敏電阻M2之間為串聯(lián)，壓敏電阻Ml的第一端連接至電感L3和電感L4之間，壓敏電阻Ml的第二端連接至壓敏電阻M2的第一端，壓敏電阻M2的第二端連接至電感L5和電感L6之間，并且壓敏電阻Ml的第二端和壓敏電阻M2的第一端連接防雷保護(hù)地線PE。上述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)中，所述數(shù)字信號顯示裝置的相鄰的傳感器信號輸入端子之間分別設(shè)置有連接開關(guān)。上述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)中，所述數(shù)字信號顯示裝置設(shè)置有DC/DC電源模塊。上述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)中，所述數(shù)字信號顯示裝置進(jìn)一步設(shè)置有獨(dú)立電源。上述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)中，所述連接開關(guān)為手動開關(guān)。上述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)中，所述連接開關(guān)為電動開關(guān)。由于采取以上技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在本發(fā)明系統(tǒng)中，傳感器的兩端處分別設(shè)置有供橋防雷單元和信號防雷單元，這可以有效保證在其它部件遭到雷擊時，避免昂貴的傳感器損壞；另外，即使在某些情況下是傳感器本身遭到雷擊，由于信號防雷單元在存在，也可以防止機(jī)房中對傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集以及對傳感器進(jìn)行控制的控制設(shè)備的損害，通常來說，該控制設(shè)備是更為昂貴的。通過使用本發(fā)明的系統(tǒng)，在對傳感器進(jìn)行安裝和調(diào)試時，可以使用數(shù)字信號顯示裝置對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，而不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣只能靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)。另外，DC/DC電源模塊為數(shù)字信號顯示裝置提供隔離的沒有污染的工作電源，以使數(shù)字信號顯示裝置能夠在不受外界干擾的環(huán)境中工作，從而使得傳感器的校準(zhǔn)更加精準(zhǔn)。在本發(fā)明系統(tǒng)中，由于設(shè)置了連接開關(guān)，通過操作連接開關(guān)可以根據(jù)需要并聯(lián)傳感器的信號，這不但使得對傳感器的安裝和調(diào)試更加方便，甚至使得傳感器的工作使用也更加的方便。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)的傳感器的接線布置的示意圖。圖2為本發(fā)明的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)的一個實(shí)施例的示意圖。圖3為本發(fā)明中的防雷電路的電路圖。
具體實(shí)施例方式參考圖2所示，其為本發(fā)明的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)的一個實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)主要包括傳感器供橋 50、四個傳感器1-4以及數(shù)字信號顯示裝置70。在本實(shí)施例中，是以四個傳感器為例進(jìn)行說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不僅限于使用四個傳感器，使用一個、兩個、甚至六個、八個傳感器都是可以的。在本實(shí)施例中，傳感器1-4通過各自的供橋防雷單元51-54與傳感器供橋50連接，并且傳感器1-4通過各自的信號防雷單元61-64與數(shù)字信號顯示裝置70連接；所述數(shù)字信號顯示裝置70具有傳感器信號輸入端子71-74以及相應(yīng)的傳感器信號輸出端子75-78。其中，數(shù)字信號顯示裝置70的傳感器信號輸入端子的數(shù)量可以與傳感器的數(shù)量相對應(yīng)，例如，在本實(shí)施例中具有四個傳感器1-4，那么數(shù)字信號顯示裝置70可以具有四個傳感器信號輸入端子71-74。但是，在其它的實(shí)施例中，數(shù)字信號顯示裝置70的傳感器信號輸入端子的數(shù)量可以多于傳感器的數(shù)量，例如數(shù)字信號顯示裝置70的傳感器信號輸入端子的數(shù)量為八個，而在使用四個傳感器時，只需連接到其中四個傳感器信號輸入端子即可。此夕卜，傳感器信號輸出端子的數(shù)量通常是與傳感器信號輸入端子的數(shù)量相對應(yīng)的，例如傳感器信號輸入端子的數(shù)量為八個時，傳感器信號輸出端子的數(shù)量也為八個；但是，本發(fā)明也并不僅限于此，例如傳感器信號輸入端子的數(shù)量為八個時，傳感器信號輸出端子的數(shù)量也可以為四個。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，數(shù)字信號顯示裝置70的相鄰的傳感器信號輸入端子之間分別設(shè)置有連接開關(guān)。以上述的四個傳感器的實(shí)施例為例，相鄰的傳感器信號輸入端子71和72之間可以設(shè)置有連接開關(guān)12，相鄰的傳感器信號輸入端子72和73之間可以設(shè)置有連接開關(guān)23，相鄰的傳感器信號輸入端子73和74之間可以設(shè)置有連接開關(guān)34，設(shè)置連接開關(guān)的目的在于可以選擇性地將傳感器的信號并聯(lián)之后再輸入到數(shù)字信號顯示裝置70中，而在某些對傳感器使用場合、以及某些對傳感器測試場合，將傳感器的信號進(jìn)行并聯(lián)是十分需要的。此外，如果理解為傳感器信號輸入端子74和傳感器信號輸入端子71也是相鄰的話，那么也可以它們之間設(shè)置有連接開關(guān)(圖未示)。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，上述的連接開關(guān)可以為手動開關(guān)，其通過操作人員的手動操作來進(jìn)行開關(guān)動作；或者，上述的連接開關(guān)也可以為電動開關(guān)，其通過本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的控制裝置來進(jìn)行開關(guān)動作。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，數(shù)字信號顯示裝置70設(shè)置有DC/DC電源模塊79，該DC/DC電源模塊79可以與傳感器供橋50連接，從而將傳感器供橋50的電壓調(diào)整為數(shù)字信號顯示裝置70使用所需要的電壓。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，該DC/DC電源模塊79當(dāng)然也可以與其它電源連接，從而將其調(diào)整為數(shù)字信號顯示裝置70使用所需要的電壓。進(jìn)一步地，數(shù)字信號顯示裝置70還可以設(shè)置有獨(dú)立電源80。該獨(dú)立的電源80可以例如為干電池、蓄電池等等，其主要用于獨(dú)立的對數(shù)字信號顯示裝置70進(jìn)行供電。這樣，即使不存在DC/DC電源模塊79，或者當(dāng)DC/DC電源模塊79無法正常供電時，數(shù)字信號顯示裝置70也可以正常使用。下面，配合參考圖3所示，對本發(fā)明的供橋防雷單元51-54和信號防雷單元61_64進(jìn)行詳細(xì)描述。發(fā)明的供橋防雷單元51-54和信號防雷單元61-64采用兩級或三級防護(hù)電路，第一級將侵入線路的大電流高電壓大部泄放入地，后級防護(hù)對第一級的殘壓進(jìn)行逐級箝位，使防雷裝置輸出的雷過電壓低于設(shè)備(系統(tǒng))的耐壓水平，保護(hù)了微電子設(shè)備。通道浪涌保 護(hù)器的接地端應(yīng)與機(jī)房或近旁的防雷保護(hù)地線(PE)相聯(lián)，為感應(yīng)雷電流提供泄放通路，同時構(gòu)成等電位防護(hù)系統(tǒng)，防雷保護(hù)地線不得與建筑物避雷針地線直接相聯(lián)。在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，信號防雷單元61-64包括信號防雷電路，如圖3中的上部分所示，該信號防雷電路包括一個陶瓷氣體放電管G1、兩個電感LI和L2、以及一個固體放電管Dl ;其中，電感LI與電感L2為并聯(lián)關(guān)系；陶瓷氣體放電管Gl的第一端連接至電感LI的第一端，陶瓷氣體放電管Gl的第二端連接至電感L2的第一端，并且陶瓷氣體放電管Gl連接防雷保護(hù)地線PE ;固體放電管Dl的第一端連接至電感LI的第二端，固體放電管Dl的第二端連接至電感L2的第二端。在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例中，供橋防雷單元51-54包括供橋防雷電路，如圖3中的下部分所示，該供橋防雷電路包括有陶瓷氣體放電管和G2、四個電感L3至L6、一個固體放電管D2、以及兩個壓敏電阻Ml和M2 ;其中，電感L3和電感L4的串聯(lián)與電感L5和電感L6的串聯(lián)之間為并聯(lián)關(guān)系；陶瓷氣體放電管G2的第一端連接至電感L3的第一端，陶瓷氣體放電管G2的第二端連接至電感L5的第一端，并且陶瓷氣體放電管G2連接防雷保護(hù)地線PE ;固體放電管D2的第一端連接至電感L6的第二端，固體放電管D2的第二端連接至電感L4的第二端；壓敏電阻Ml和壓敏電阻M2之間為串聯(lián)，壓敏電阻Ml的第一端連接至電感L3和電感L4之間，壓敏電阻Ml的第二端連接至壓敏電阻M2的第一端，壓敏電阻M2的第二端連接至電感L5和電感L6之間，并且壓敏電阻Ml的第二端和壓敏電阻M2的第一端連接防雷保護(hù)地線PE。根據(jù)圖3所示的防雷電路，該防雷電路中的各元件的具體參數(shù)的選擇是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)情況而可以進(jìn)行調(diào)整的，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是不需要付出創(chuàng)造性勞動的，因此在此不再對具體參數(shù)的選擇進(jìn)行過多的描述。并且，根據(jù)發(fā)明的一個具體實(shí)施例，本發(fā)明的技術(shù)能夠達(dá)到技術(shù)條件具體如下電源標(biāo)稱工作電壓UN=12V ;沖擊限制電壓輸入端用10/700μ s、5KV的模擬雷電波沖擊時，輸出端測得限制電壓 Ub ( 60V ；沖擊通流容量用波形8/20 μ s的模擬雷電流波沖擊，通流容量大于5ΚΑ ；I.適用速率9· 6kbps ；2.插入損耗最大適用速率內(nèi)小于O. 5dB ;
3.響應(yīng)時間小于IOns ；4.工作及貯存條件工作溫度-40°C +70°C，貯存-10°C +40°C、相對濕度不大于80% ；5.外殼防護(hù)等級GB4208_1993 :IP20。信號I.標(biāo)稱工作電壓UN=5V ;2.沖擊限制電壓輸入端用10/700 μ s、5KV的模擬雷電波沖擊時，輸出端測得限制電壓Ub ( IOV ；3.沖擊通流容量用波形8/20 μ s的模擬雷電流波沖擊，通流容量大于I. 5ΚΑ ；·4.適用速率9. 6kbps ；5.插入損耗最大適用速率內(nèi)小于O. 5dB ;6.響應(yīng)時間小于IOns ；7.工作及貯存條件工作溫度-40°C +70°C，貯存-10°C +40°C、相對濕度不大于80% ；8.外殼防護(hù)等級GB4208-1993 :IP20。以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括傳感器供橋、至少一個傳感器以及數(shù)字信號顯示裝置； 其中，所述至少一個傳感器通過各自的供橋防雷單元與傳感器供橋連接，并且所述至少一個傳感器通過各自的信號防雷單元與數(shù)字信號顯示裝置連接； 所述數(shù)字信號顯示裝置具有傳感器信號輸入端子以及相應(yīng)的傳感器信號輸出端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號防雷單元包括信號防雷電路，該信號防雷電路包括一個陶瓷氣體放電管G1、兩個電感LI和L2、以及一個固體放電管Dl ； 其中，電感LI與電感L2為并聯(lián)關(guān)系；陶瓷氣體放電管Gl的第一端連接至電感LI的第一端，陶瓷氣體放電管Gl的第二端連接至電感L2的第一端，并且陶瓷氣體放電管Gl連接防雷保護(hù)地線PE ;固體放電管Dl的第一端連接至電感LI的第二端，固體放電管Dl的第二端連接至電感L2的第二端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述供橋防雷單元包括供橋防雷電路，該供橋防雷電路包括有陶瓷氣體放電管和G2、四個電感L3至L6、一個固體放電管D2、以及兩個壓敏電阻Ml和M2 ； 其中，電感L3和電感L4的串聯(lián)與電感L5和電感L6的串聯(lián)之間為并聯(lián)關(guān)系；陶瓷氣體放電管G2的第一端連接至電感L3的第一端，陶瓷氣體放電管G2的第二端連接至電感L5的第一端，并且陶瓷氣體放電管G2連接防雷保護(hù)地線PE ;固體放電管D2的第一端連接至電感L6的第二端，固體放電管D2的第二端連接至電感L4的第二端；壓敏電阻Ml和壓敏電阻M2之間為串聯(lián)，壓敏電阻Ml的第一端連接至電感L3和電感L4之間，壓敏電阻Ml的第二端連接至壓敏電阻M2的第一端，壓敏電阻M2的第二端連接至電感L5和電感L6之間，并且壓敏電阻Ml的第二端和壓敏電阻M2的第一端連接防雷保護(hù)地線PE。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號顯示裝置的相鄰的傳感器信號輸入端子之間分別設(shè)置有連接開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號顯示裝置設(shè)置有DC/DC電源模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號顯示裝置進(jìn)一步設(shè)置有獨(dú)立電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號顯示裝置設(shè)置有獨(dú)立電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述連接開關(guān)為手動開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述連接開關(guān)為電動開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，其包括傳感器供橋、至少一個傳感器以及數(shù)字信號顯示裝置；其中，所述至少一個傳感器通過各自的供橋防雷單元與傳感器供橋連接，并且所述至少一個傳感器通過各自的信號防雷單元與數(shù)字信號顯示裝置連接；所述數(shù)字信號顯示裝置具有傳感器信號輸入端子以及相應(yīng)的傳感器信號輸出端子。由于使用本發(fā)明的用于自動軌道衡上的傳感器監(jiān)控、檢測系統(tǒng)，可以使得在傳感器的安裝調(diào)試或維修調(diào)試過程中的操作相對簡單，并且使得傳感器的安裝調(diào)試或維修調(diào)試的精度提高，此外具有防雷擊的功能。
文檔編號G01G23/01GK102840905SQ20121032008
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者姜會增, 白露, 王蕊, 韓俊 申請人:北京華橫新技術(shù)開發(fā)公司