用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，包括器座、轴系组件、盖体，器座与盖体围成的空腔中设置电路模块、磁码盘，磁码盘固定在转轴上端，磁码盘的圆周设置多个磁极对，磁极对的N极、S极交替分布，电路模块包括磁敏元件、电路板，磁敏元件正对磁码盘磁极对的磁极；随着磁码盘旋转，磁极对的N极、S极交替接近磁敏元件，磁敏元件感应到磁场变化，电路板中的信号处理电路处理感应信号并输出脉冲信号，空腔中可固定多个电路模块，每个电路模块中包含两个90°相位差的磁敏元件。本发明专利技术可精确测量转轴的转速，耐污染性能好，不易老化，结构简单。

【技术实现步骤摘要】
用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器
本专利技术涉及转速传感器，尤其涉及用于检测轨道交通机车转轴转速的传感器。
技术介绍
目前转速传感器主要有以下几种，一种是光电测速传感器，光电测速传感器由光电模块、光栅、外壳、传动抽、连接器及电缆等组成，它通过轮轴转动带动光栅盘扫描，利用光电效应的原理，输出频率与轮轴转速成正比的电脉冲信号；另一种是霍尔转速传感器，霍尔转速传感器安装在机车齿轮端盖上，传感器由安装法兰、霍尔元件、磁钢、外壳以及输出电缆组成，霍尔元件置于固定磁场中，随着齿轮转动，轮齿与齿槽交替接近霍尔元件，霍尔元件感应到周围磁场强度变化，经过信号处理输出频率与齿轮转速成正比的信号；还有一种磁电转速传感器，安装在机车齿轮端盖上，磁电转速传感器由感应线圈、磁铁、安装法兰、外壳以及输出电缆组成，传感器随着齿轮转动输出频率与转速成正比的正弦波信号。现在轨道交通正飞速发展，机车的速度越来越高，高速运行机车的安全性不容忽略，那么对机车转轴转速的监测必不可少，目前用于机车转轴测速的传感器主要是光电测速传感器，但光电测速传感器应用到机车上的缺陷体现在:1、光电模块的光源是发光二极管，发光二极管总是在老化，经过一段时间使用后它的光强会明显降低，为补偿损失而使用专用调节器逐渐增加通过发光二极管的电流，但这样又会进一步加速了其老化过程，处于安全考虑，使用30万公里或五年之后就须更换光电模块，增加了运行成本，另外光电模块中的光敏元件也会逐渐老化，性能变差，增加了安全隐患。2、用于转轴测速时，转轴、传动轴、连接器等为了润滑或密封，会采用润滑油等，而光电转速传感器的光栅、光电模块等容易被油污、水汽、灰尘、异物等污染，导致光缝堵塞，造成产品故障。轨道交通中采用霍尔传感器或其它磁电传感器也存在缺陷，1、高铁车辆速度高，并且到站停靠位置精确定位，都要求对机车速度严格的监控，目前的霍尔传感器精度达不到轨道交通机车的要求。2、在转速较低的条件下，其它磁电转速传感器无信号输出，导致机车控制系统在机车低速时无法读取磁电转速传感器速度信号。因此，设计一种适合轨道交通机车的转速传感器是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，可精确测量转轴的转速，耐污染性能好，不易老化，结构简单。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为:用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，包括器座、轴系组件、盖体，盖体固定于器座上，轴系组件的转轴上端延伸至器座与盖体围成的空腔中，器座与盖体围成的空腔中设置电路模块、磁码盘，磁码盘固定在转轴上端，磁码盘的圆周设置多个磁极对，磁极对的N极、S极交替分布，电路模块包括磁敏元件、电路板，磁敏元件正对磁码盘磁极对的磁极；随着磁码盘旋转，磁极对的N极、S极交替接近磁敏元件，磁敏元件感应到磁场强度变化，电路板中的信号处理电路处理感应信号并输出脉冲信号。为检测磁码盘旋转方向，每个电路模块中包含两个磁敏元件，两个磁敏元件感应到的两路信号相互隔离，并且两路信号有90°相位差。优选的磁码盘为圆盘形,磁极对的磁极沿圆盘的径向均勻分布，N极、S极交替位于磁码盘的圆周侧边。也可采用另一种结构的磁码盘，磁码盘为圆盘形，磁极对位于圆盘中，且磁极对的磁极沿圆盘的轴向均勻分布，N极、S极交替位于磁码盘圆周的上方。上述电路模块固定于器座上部的凸台，电路模块包括壳体、壳盖、磁敏元件、电路板，壳体外固定磁敏兀件，磁敏兀件正对正对磁码盘磁极对的磁极，壳体上设置插线口，壳体与壳盖围成的空腔中设置电路板，电路板内集成信号处理电路，电路板与磁敏元件、插线口电连接，壳体与壳盖围成的空腔中灌封胶。为实现多路输出，器座与盖体的空腔中固定多个电路模块。上述电路板内还集成有稳压电源、浪涌防护电路、防反接电路、滤波电路。上述轴系组件包括联动轴、万向联轴器、固定件、转轴、护套，联动轴通过万向联轴器与转轴的下端活动连接，万向联轴器外套装柔性护套，固定件套装在转轴外围且固定于器座中心的圆孔内，转轴可在固定件内旋转，其上端伸出固定件并延伸到器座的上方，转轴的上端轴肩上依次套装磁码盘、压板、止动垫圈、螺母。上述器座的侧壁设置接线通道，接线通道连通器座与盖体围成的空腔，器座上设置多个固定孔。本专利技术的优点在于:1、磁码盘固定在转轴上，磁码盘上设置多个磁极对，磁敏元件正对磁极，随着磁码盘的转动，N极、S极交替接近磁敏元件，磁敏元件可感应到磁场变化，信号处理电路处理感应信号并输入脉冲信号，这种测速装置结构简单，不易因油溃、灰尘等影响性能，脉冲的数量取决于磁极对的数量、密集度，可通过增加磁极对的数量、密集度提高测速精度。2、设置多个电路模块，可实现测速信号的冗余设计，实现多路信号输出。每个电路模块中设置两个正对磁极的磁敏元件，输出两路信号，将两路信号设置有90°的相位差，通过比较两路信号的相位关系，即可判断磁码盘、转轴的旋转方向。3、磁码盘中的磁极对的设置方式可以是径向的或轴向的，可根据使用条件选择。4、电路模块采用壳体、壳盖、磁敏元件、电路板一体化结构，生产与装配效率高，电路板位于填充灌封胶的空腔内，抗震防水性好，电路板内集成的浪涌防护电路等提高其抗干扰性。5、轴系组件的结构中，转轴与联动轴的连接牢靠灵活，转轴与磁码盘的固定牢固，保证传感器能精确地检测被测机车转轴的旋转速度。【附图说明】图1是本专利技术的整体结构示意图。图2是本专利技术实施例一中卸下盖体后的结构示意图。图3是图2的另一视角的结构示意图。图4是图2的爆炸分解图。图5是图2的另一爆炸分解图。图6是电路模块结构示意图。图7是电路模块的结构分解图。图8是实施例一中磁敏元件与磁码盘的位置关系示意图。图9是电路模块中的电路原理图。图10是本专利技术实施例二的结构示意图。图11是本专利技术实施例三的结构分解图。图12是本专利技术实施例四中磁码盘结构及其与磁敏元件的位置关系图。图13是本专利技术实施例四中磁码盘与磁敏元件位置关系示意图。图中:1、盖体，2、器座，21、固定孔，22、接线通道，23、凸台，3、轴系组件，31、联动轴，32、万向联轴器，33、固定件，34、转轴，35、护套，4、电路模块，40、壳体，41、插线口，42、磁敏兀件，43、安装孔,44、壳盖,45、电路板,46、磁敏兀件II, 5、磁码盘,50、轴向充磁的磁码盘，6、压板，7、螺母，8、止动垫圈。【具体实施方式】[0031 ] 下面结合附图、实施例对本专利技术进一步说明。实施例一: 如图1所示用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，在传感器的器座2的上方固定盖体1，器座2的下方固定轴系组件3，器座2与盖体I围成的空间内设置传感器的测速部件。拆卸盖体后的结构如图2、图3、图4及图5所示，器座2上设置多个固定孔21，固定孔21用于将器座2固定于轨道交通机车的转轴外部的部件上，器座2的侧壁上设置接线通道22，接线通道22连通器座2和盖体I的内部空间，通道内部用于布设电源线、信号线等，接线通道22的外接口可固定传感器的电缆接头等。器座2的中心位置设置圆孔，用于装配轴系组件3。轴系组件3包括联动轴31、万向联轴器32、固定件33、转轴34、护套35。联动轴31通过万向联轴器32与转轴34的下端活动连接，为了保护万向联轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，包括器座、轴系组件、盖体，盖体固定于器座上，轴系组件的转轴上端延伸至器座与盖体围成的空腔中，其特征在于：所述器座与盖体围成的空腔中设置电路模块、磁码盘，磁码盘固定在转轴上端，磁码盘的圆周设置多个磁极对，磁极对的N极、S极交替分布，电路模块包括磁敏元件、电路板，磁敏元件正对磁码盘磁极对的磁极；随着磁码盘旋转，磁极对的N极、S极交替接近磁敏元件，磁敏元件感应到磁场强度变化，电路板中的信号处理电路处理感应信号并输出脉冲信号。

【技术特征摘要】
1.用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，包括器座、轴系组件、盖体，盖体固定于器座上，轴系组件的转轴上端延伸至器座与盖体围成的空腔中，其特征在于:所述器座与盖体围成的空腔中设置电路模块、磁码盘，磁码盘固定在转轴上端，磁码盘的圆周设置多个磁极对，磁极对的N极、S极交替分布，电路模块包括磁敏元件、电路板，磁敏元件正对磁码盘磁极对的磁极；随着磁码盘旋转，磁极对的N极、S极交替接近磁敏元件，磁敏元件感应到磁场强度变化，电路板中的信号处理电路处理感应信号并输出脉冲信号。2.根据权利要求1所述的用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，其特征在于:每个电路模块中包含两个磁敏元件，两个磁敏元件感应到的两路信号相互隔离，并且两路?目号有90°相位差。3.根据权利要求1所述的用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，其特征在于:所述磁码盘为圆盘形，磁极对的磁极沿圆盘的径向均匀分布，N极、S极交替位于磁码盘的圆周侧边。4.根据权利要求1所述的用于轨道交通的基于磁性原理的转速传感器，其特征在于:所述磁码盘为圆盘形，磁极对位于圆盘中，且磁极对的磁极沿圆盘的轴向均匀分布，N极、S极交替位于磁码盘圆周的上方。5.根据权利要求1或2所述的用于轨道交通的基于磁性原理的转速传...

【专利技术属性】
技术研发人员：马锡敏，姚利民，叶明盛，周冲，陈增贤，
申请(专利权)人：宁波南车时代传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33