[实用新型]电压输出型高速列车转向架平稳性检测设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及高速列车平稳性检测技术领域，特别是关于一种电压输出型高速列车转向架平稳性检测设备。

背景技术

近年中国铁路事业发展迅速，高速列车运行速度不断提高，轨道激扰频率增加，车轮磨损加剧，车辆稳定问题凸显。铁道车辆转向架的横向、垂向和纵向稳定性是指车辆以较高的速度在平直路上运行，某一振型的振幅随着时间的延续而不断扩大，这时就出现横向、垂向和纵向失稳。列车在平直轨道上运行时，应具有良好的横向稳定性，如发生剧烈失稳，会产生很大的轮轨作用力，对线路造成破坏，造成车轴轴承过热或损坏，甚至可能造成脱轨事故，严重影响列车运行安全及乘客舒适度。

为了确保列车的行车安全，除了定期进行保养维修，及时更换部件外，对列车关键部位进行实时在线监测也极为重要。为了判定车辆系统是否具备运行稳定性与舒适性，需要实时监测构架的横向、垂向和纵向加速度来评定车辆的横向、垂向和纵向稳定性。

常用的加速度传感器类型有压电式加速度传感器和MEMS加速度传感器。压电式加速度传感器非线性较大，低频测量误差很大，不能实现零频响，并且压电式加速度传感器不能实现自检，无法判别其工作状态。MEMS加速度传感器可实现零频响，温度特性好，而且体积小、集成度高，还有自检功能，适合作为平稳性检测设备的敏感元件。

测量高速列车构架横向加速度的传感器安装于列车转向架构架上，其工作环境非常恶劣，列车高速运行车会卷起碎石等对传感器及其线缆造成撞击损坏，并且列车雨天运行对传感器密封要求也较高。

因高速列车平稳性检测设备对性能、可靠性和防护等级要求非常高，国外公司设计的传感器大都结构复杂，成本极高；便携式车辆振动监测装置及传感器可以用来对车辆运行的线路进行测试，但不能对车辆本身的固有特性进行判断。

综上，现有的车辆平稳性检测设备的缺陷在于：

1.很多传感器都是针对性临时测量车辆振动情况，无法对车辆进行连续的实时在线监测。

2.很多传感器没有自检功能，无法在使用的过程中获得传感器的工作状态。

3.一些国外的用于高速列车实时平稳性检测的传感器，为了达到高速列车严格的使用要求和防护等级，其结构设计非常复杂，成本很高。

4.现在应用的平稳性检测设备信号输出型式大都是电压型的，电压型信号传输过程中容易受到干扰，影响检测精度。

实用新型内容

本实用新型提供一种电压输出型高速列车转向架平稳性检测设备，以实现传感器的零点和灵敏度调整，精确测量高速列车的加速度，并提高抗冲击强度和防护等级，以确保在恶劣环境下可靠的工作。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电压输出型高速列车转向架平稳性检测设备，所述的高速列车转向架平稳性检测设备包括：传感器外壳、检测电路板、电缆、宝塔接头、橡胶塞、锁紧螺母、三轴加速度计、调理电路、电压输出转换电路、电连接器及外壳盖板；

所述传感器外壳上设有一具有螺纹的连接孔，并且所述传感器外壳的内部设有用于支撑所述外壳盖板的支撑部，所述外壳盖板与所述支撑部固定连接；所述三轴加速度计、调理电路及电压输出转换电路设置在所述检测电路板上；所述电缆的一端依次穿过所述宝塔接头、橡胶塞的通孔、锁紧螺母及连接孔后，焊接在所述检测电路板上，另一端连接所述电连接器，所述电连接器连接至信号采集设备；

所述宝塔接头的尾部具有内螺纹孔及外螺纹，所述橡胶塞置于所述内螺纹孔中，所述锁紧螺母的螺纹与所述内螺纹孔连接以夹紧所述橡胶塞；所述的外螺纹与所述的连接孔的螺纹连接；

所述三轴加速度计采集的振动信号经过所述电压输出转换电路转换为模拟电压信号，所述模拟电压信号通过所述电连接器及信号采集设备传输至上位机；

所述调理电路包括：第一电阻、零点调节电阻、运算放大器、第二电阻及增益调节电阻；所述稳压电路通过所述第一电阻连接所述运算放大器的同相输入端，所述零点调节电阻的一端连接在所述第一电阻与所述运算放大器之间，另一端接地；所述三轴加速度计通过所述第二电阻连接所述运算放大器的反相输入端，所述运算放大器的输出端连接所述电压输出转换电路，所述增益调节电阻的一端连接在第二电阻与所述运算放大器之间，另一端连接在所述运算放大器的输出端。

一实施例中，所述述传感器外壳的内部设有用于固定所述检测电路板的台阶部。

一实施例中，所述盖板与所述支撑部的接触处涂有硅橡胶，并通过沉头螺钉将所述盖板固定于所述支撑部上。

一实施例中，所述检测电路板通过螺钉固定在所述台阶部上。