[发明专利]一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器及自诊断方法

说明书

本发明属于间隙传感器技术领域，提供了一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，包括探头线圈模块、信号处理模块、加速度计、自诊断模块和诊断输出模块；其中，探头线圈模块与车体上的高频信号源连接，信号处理模块与所述探头线圈模块连接，自诊断模块与信号处理模块连接，诊断输出模块与自诊断模块连接，加速度计与自诊断模块连接。本发明还提供了一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器的自诊断方法，本发明的优点在于结合速度线圈齿槽信号和加速度计的多维度信号故障判断，有效提高传感器的在线诊断效率和准确性，方便及时发现故障并进行更换，提高磁悬浮列车的运营安全性，并可以降低传感器的下线检修频次，减少维保费用。

技术领域

本发明涉及间隙传感器技术领域，尤其涉及一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器及自诊断方法。

背景技术

磁悬浮列车依靠其无磨损、速度高、噪声低等优点，已经发展成轨道交通技术未来的一大方向。在悬浮电磁铁中通入直流电流，悬浮电磁铁与轨道中的铁芯之间产生电磁吸引力将车体浮起。如果不加控制，悬浮电磁铁将牢牢吸附在轨道铁芯上，列车无法行走。为此在悬浮电磁铁附近装有间隙传感器，测量悬浮电磁铁与轨道铁芯之间的距离(即悬浮间隙)。

悬浮间隙传感器是高速磁悬浮列车上整个列车控制系统的关键部件，需要实时检测车辆悬浮轨道的高度间隙，并将结果反馈给后端悬浮控制器，用于实时控制列车的悬浮高度。其可靠性和稳定性直接影响着磁悬浮列车运行的舒适性和安全性。

但是实际使用中传感器不可避免的会出现一定的故障或损坏，如果系统无法及时识别的话，将错误的传感器检测信息带入实时控制中，会导致列车出现误操作或安全事故。每个传感器自带2路信号采集输出，目前传感器是靠后端控制器对这2路信号的一致性进行比较判断，来作为传感器的故障判别依据，但存在以下技术问题：

①该故障判断交由后端控制器进行，需要对一段时间的输入进行比较，延时较长，同时无法甄别是传感器本身故障，还是列车内部的线缆连接故障，还是控制器本身故障。此外2路信号不一致只能判断其中一路有故障，无法具体进一步定位故障路数。

②传感器的2路信号采集，是依靠垂直于轨道延伸方向分布的2个探头线圈实现的，物理上存在错位，轨道的不一致可能本身就带来测量偏差，造成2路信号的不一致，使得控制器造成误判。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器及自诊断方法，用以解决间隙传感器在线诊断效率和准确性差的问题；

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自诊断的高速磁悬浮列车间隙传感器，包括：

高频信号源；

探头线圈模块，与所述高频信号源连接；

信号处理模块，与所述探头线圈模块连接，所述信号处理模块用于将探头线圈模块采集的交流信号进行处理后得到间隙信号和齿槽信号；

加速度计，与自诊断模块连接，用于对列车竖直方向的加速度进行测量，并将测量得到的加速度值发送给自诊断模块；

自诊断模块，用于根据所述间隙信号、齿槽信号和加速度值进行故障诊断，并得到故障信号标志位的状态信息；

诊断输出模块，用于根据故障信号标志位状态通过预设输出编码格式输出对应的信号波形给控制器。

进一步的，探头线圈模块包括间隙探头线圈模组和速度探头线圈模组；

所述间隙探头线圈模组包括间隙探头线圈L1和间隙探头线圈L2，所述间隙探头线圈L1和间隙探头线圈L2之间平行设置，并且所述间隙探头线圈L1与高频信号源S1连接，所述间隙探头线圈L2与高频信号源S2连接；