[发明专利]用于测量间隙的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量磁悬浮轨道的列车的悬浮磁铁与磁悬浮轨道的位置固定的反应轨之间的间隙并产生给出该间隙的大小的间隙测量值的方法。 

背景技术

这样的方法例如由Tansrapid一类的磁悬浮轨道而公知。为调节的目的而测量间隙，从而使轨道列车能够总是保持在预定的距离范围内悬浮在轨道上。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种实施成本很低的测量间隙的方法。本发明要解决的技术问题是，提供一种实施成本很低的测量间隙的方法。 

本发明的技术问题通过如下的方法来解决：一种测量磁悬浮轨道的列车的悬浮磁铁与磁悬浮轨道的位置固定的反应轨之间的间隙并产生给出该间隙的大小的间隙测量值的方法，其中，为了形成该间隙测量值，对由该悬浮磁铁产生的磁场或对至少一个与此相关的测量值进行分析；通过调制施加在悬浮磁铁上的励磁电压来调制流过悬浮磁铁的励磁电流；基于该对励磁电压的调制来采集励磁电流的改变，并确定出描述由悬浮磁铁、反应轨以及间隙构成的磁系统的电感的电感值；以及利用该电感值和励磁电流值形成间隙测量值。 

按照本发明，为了形成间隙测量值，对由悬浮磁铁产生的磁场或对至少一个与此相关的测量参数进行分析。 

本发明方法的主要优点在于，在其中无需有源测量组件，即例如不需要自身产生磁场的测量组件，因为按照本发明的间隙测量是对反正也要由悬浮磁铁产生的磁场分布进行分析，也就是说对于间隙测量例如不需要产生额外的场。 

通过按照本发明的对由悬浮磁铁产生的磁场的双重利用，使得该间隙测量在结构上例如可以完全集成到悬浮磁铁中，由此降低了制造成本，特别是安装成本。 

优选在仅考虑由悬浮磁铁产生的磁场的情况下来确定间隙测量值。 

按照本发明方法的特别优选的第一实施方式，通过调制施加在悬浮磁铁上的励磁电压来调制流过悬浮磁铁的励磁电流，基于该对励磁电压的调 制来采集励磁电流的改变，并确定出给出由悬浮磁铁、反应轨以及间隙组成的磁系统的电感的电感值，以及利用该电感值和励磁电流值形成间隙测量值。可以对电感值进行利用，因为间隙对磁通并因此而对产生的电感有决定性的影响。本发明方法的该第一变形的优点在于，整个间隙测量都可以集成到悬浮磁铁的电子控制装置或控制电路中，从而使间隙测量的硬件成本很低。 

优选在考虑励磁电流值的时间变化以及励磁电压的变化的情况下来根据下式计算所述电感值： 

L＝(ΔUm*Δt)/ΔIm 

其中，ΔUm是励磁电压的变化，ΔIm是励磁电流的变化，而Δt表示励磁电流变化所需的时间。 

为了获得间隙测量值，优选引入其中包括对于不同电感和励磁电流值或者说对于相应的测量值对的间隙值的、预先确定的特征曲线族。 

优选借助先前实施的对悬浮磁铁和反应轨针对不同间隙大小的测量，或借助对结构相同的悬浮磁铁和结构相同的反应轨进行的测量，或借助对包括悬浮磁铁、反应轨和间隙的磁系统的模拟来产生特征曲线族。 

在高励磁电流时首先可能出现的问题是，由于悬浮磁铁和/或反应轨的磁铁中的饱和状态而使间隙测量失真：例如电感与间隙间的对应失去唯一性。为此具有优点的是，当励磁电流值低于预先给定的边界时将以所述方式从特征曲线族中读出的间隙值作为间隙值测量值继续使用，而对于高于该边界的励磁电流值则继续进行测量。 

优选在该继续测量的范围内，利用无源磁场传感器测量由悬浮磁铁引起的总磁通或其中的部分磁通以形成磁通测量值，以及借助该磁通测量值和励磁电流值推导出第二间隙值。无源磁场传感器指自身不产生磁场仅对存在的磁场进行测量的传感器。 

作为总磁通的一部分例如测量漏磁通或引起悬浮的有效磁通。 

优选通过引入其中包括对于不同磁通测量值和励磁电流值或者说对于相应的测量对的间隙值的、预先确定的第二特征曲线族来获得第二间隙值。该第二特征曲线族优选利用先前实施的对悬浮磁铁和反应轨针对不同间隙大小的测量，或借助对结构相同的悬浮磁铁和结构相同的反应轨进行的测 量，或借助对包括悬浮磁铁、反应轨和间隙的磁系统的模拟来产生。 

在第一特征曲线族提供两种可能的不同间隙值的情况下，优选将第一特征曲线族的与所述第二间隙值更靠近的间隙值用作间隙测量值。 

替代地，在第一特征曲线族提供两种可能的不同间隙值的情况下，还可以将第一特征曲线族的与所述第二间隙值上更靠近的间隙值与该第二间隙值求平均来形成最终的间隙测量值。