[发明专利]用于客运列车舒适度监测的多参量传感器

权利要求书

1.一种用于客运列车舒适度监测的多参量传感器，包括设置在传感器基座内部的X轴传感器安装孔、Y轴传感器安装孔、Z轴传感器安装孔，传感器整体由两个传感器固定螺钉孔安装于在车厢地板内，信号通过安装在信号连接器安装位上的连接器JK1引出；其特征是：X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器为结构相同的传感器单体，将制作好的3个传感器单体分别置于X轴传感器安装孔、Y轴传感器安装孔、Z轴传感器安装孔内并由环氧灌封Ⅰ固封，连接3个单体传感器电路的信号线分别经X轴传感器过线孔、Y轴传感器过线孔、Z轴传感器过线孔后连接到连接器JK1上，再将3个传感器封盖和连接器JK1焊接到传感器基座上以形成可同时监测X、Y、Z三方向振动信号和温度信号的完整传感器。

2.根据权利要求1所述用于客运列车舒适度监测的多参量传感器，其特征在于：所述的传感器单体分为上腔体和下腔体两部分，包括屏蔽柱体、底盖、顶盖、热缩管、腔体隔板、维护及过线孔、绝缘垫、晶体支撑座、压电陶瓷晶体、质量块、热缩环、环氧灌封Ⅰ、检测电路板、电路板固定螺钉、顶盖过线孔、环氧灌封Ⅱ、振动传感负极引线、振动传感正极引线、温度信号引线、温度敏感元件、温度敏感元件安装槽、温度信号线过槽、传感器单体信号线，用于拾取振动信号的压电陶瓷晶体为环形剪切晶体，外围由质量块环形包裹，通过热缩环将压电陶瓷晶体、质量块一起紧固在晶体支撑座的上部，晶体支撑座卡接在由95%氧化铝制成的绝缘垫上，将温度敏感元件固定在温度敏感元件安装槽内，温度信号引线经温度信号线过槽引出并经维护及过线孔连接至检测电路板，再把绝缘垫卡接到底盖上，将屏蔽柱体与底盖压接后在下腔体底部空间采用环氧灌封Ⅱ对晶体支撑座、绝缘垫进行整体固化；晶体支撑座连接振动传感负极引线经维护及过线孔到检测电路板，热缩环连接振动传感正极引线经维护及过线孔到检测电路板，检测电路板由电路板固定螺钉固定在上腔体内的腔体隔板上，传感器单体信号线由顶盖过线孔引出并连接到连接器JK1上；温度敏感元件为Pt系列铂电阻，压电陶瓷晶体为锆钛酸铅系列的PZT-5，质量块为高密度钨合金，热缩环是由锡、银、铜易熔合金制成表面覆着张力大于30Mpa的低温合金环，晶体支撑座、屏蔽柱体、底盖、顶盖均由S316不锈钢加工而成，屏蔽柱体、底盖与顶盖形成一个密闭的屏蔽体，屏蔽体外包裹用于绝缘的PE材质热缩管后便形成了传感器单体。

3.根据权利要求1所述用于客运列车舒适度监测的多参量传感器，其特征在于：所述的传感器电路包括X、Y、Z方向的三个传感器单体电路，由连接于连接器JK1的恒压源Vs供电，三个传感器单体均以电流形式输出监测信号Ix、Iy、Iz并连接到连接器JK1上；X方向的传感器单体由振动敏感元件YDPx、双运放IC1、电阻R1~R8、电容C1~C3组成，Y方向的传感器单体由振动敏感元件YDPy、双运放IC2、电阻R9~R16、电容C4~C6组成，Z方向的传感器单体由振动敏感元件YDPz、温度敏感元件Rt、双运放IC3、电阻R17~R23、电容C7~C9组成，X、Y、Z三个方向的传感器单体电路结构和参数相同，仅将Z方向的电流取样电阻用温度敏感元件Rt替代，且取电阻R8、R16的阻值等于 Rt在0℃时阻值；电路中R1=R9= R17、R2=R10= R18、R3=R11=R19、R4=R12= R20、R5=R13= R21、R6=R14= R22、R7=R15= R23、C1=C4= C7、C2=C5= C8、C3=C6= C9，双运放IC1、IC2、IC3为相同的低噪声低功耗运放，X方向振动敏感元件YDPx拾取的振动信号经由运放IC1B、电阻R1~R2、电容C1~C2组成的电荷放大器放大并转换为电压信号后经由运放IC1A、电阻R5~R8组成的电压电流转换器转换电流信号Ix从连接器JK1输出，电阻R3~R4与电容C3一起用于提供振动信号的直流参考电平，Y、Z方向的振动信号按同样方法转换电流信号Iy、Iz经连接器JK1输出，温度监测信号以直流方式叠加在Z方向的电流信号Iz中，从而实现了测点X、Y、Z三个方向振动和温度的单测点多参量监测。