磁浮列车悬浮状态数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统，包括：数据采集器壳体，集成于所述数据采集器壳体内的数据采集器和加速度传感器，设置于所述数据采集器壳体顶部的位移传感器；所述加速度传感器和位移传感器均与所述数据采集器连接；所述数据采集器壳体底部还设置有若干个连接器插座，所述若干个连接器插座分别与所述数据采集器连接。采用集成化的设计，将位移传感器、加速度传感器与数据采集器集成为一体，其结构紧凑，使用时，将其与悬浮传感器螺栓连接，实现了对悬浮间隙、悬浮架振动、电磁铁线圈表面温度数据采集，采样速率高，数据量大，便于对多个采样对象数据进行关联分析；无需将位移传感器和加速度传感器单独拆卸安装。

Data acquisition system of maglev train suspension state

【技术实现步骤摘要】
磁浮列车悬浮状态数据采集系统
本技术涉及磁浮列车状态数据的采集
，尤其涉及一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统。
技术介绍
中低速磁浮列车具有运行噪声低、转弯半径小、爬坡能力强、抱轨运行永不脱轨、安全性高、造价与轻轨相当等特点，是替代城市轻轨及城际铁路的一种理想轨道交通。长沙磁浮快线连接长沙火车南站和黄花国际机场，运营以来给人们带来安全、快捷、舒适的全新体验。围绕中低速磁浮交通工程化应用，为开展车辆悬浮控制系统性能测试方法与评价指标研究工作，需要磁浮列车悬浮状态数据采集系统为研究悬浮控制系统对于线路条件、车辆动静态载荷、极端气候的适应性以及悬浮控制设备的可靠性提供研究基础数据。现有技术中悬浮控制器采集悬浮状态数据，数据处理后通过控制器CAN通讯接口发送给车载上位机。悬浮控制器的核心功能是控制悬浮电磁铁的工作以实现起浮、降落和悬浮。为保证悬浮控制器的高度安全可靠性，悬浮控制器发送悬浮状态数据速率有限，典型的数据更新速率为每0.1秒钟一帧数据。如此慢的数据满足不了上述悬浮控制研究对采集数据的实时性要求。申请号为201710001731.1的专利技术公开了一种用于磁浮列车的悬浮传感器检测系统，转接器的设置使得在不影响悬浮性能的情况下，当悬浮故障或失控时的原始数据能够进行保存，避免了将悬浮传感器拆下进行测试造成重要数据丢失的情况。同时上位机和检测模块的设置，直接接收悬浮传感器的内部信号数据，实现了在线判断悬浮传感器状态，在悬浮出现故障时即可判断出故障源是悬浮传感器还是悬浮控制器。该方案采集用于列车悬浮控制的信号，对悬浮控制的可靠性产生潜在风险。申请号为201810761723.1的专利技术公开了一种中速磁浮列车状态监测系统，包括温度监测子系统、振动监测子系统、电流监测子系统，安装大量振动传感器和温度传感器，解决了目前中速磁浮列车直线电机、电磁铁、受流器等关键部件运行状态监测，对各关键部件的运行状态进行智能分析、评估，为指导运维和列车优化设计提供依据。但该方案结构复杂、成本高，而且从悬浮控制器获取电流信号实施不方便、对悬浮控制的可靠性产生潜在风险。该方案缺少对悬浮间隙的实时监测，只能从悬浮控制系统读取速率有限的数据，不利于悬浮状态分析。由于磁浮列车悬浮系统的结构特殊性，安装空间狭窄，另行布置位移传感器用于采集悬浮间隙非常困难。
技术实现思路
本技术提供了一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统，在满足不影响正常安全行车的基本要求下，实现了对悬浮间隙、悬浮架振动、电磁铁线圈表面温度数据采集，该系统结构设计合理，易于安装使用。本技术提供了一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统，包括：数据采集器壳体，集成于所述数据采集器壳体内的数据采集器和加速度传感器，设置于所述数据采集器壳体顶部的位移传感器；所述加速度传感器和位移传感器均与所述数据采集器连接；所述数据采集器壳体底部还设置有若干个连接器插座，所述若干个连接器插座均与所述数据采集器连接。进一步地，还包括电流传感器和温度传感器，所述电流传感器与温度传感器均通过所述连接器插座与所述数据采集器连接。进一步地，所述电流传感器为开启式闭环霍尔电流传感器，所述温度传感器为贴片式铂热电阻。进一步地，还包括三通接头，所述三通接头的一端通过所述连接器插座与所述数据采集器连接；所述三通接头的另外两端分别用于连接悬浮传感器和悬浮传感器电缆，所述悬浮传感器电缆与悬浮控制器连接。进一步地，所述数据采集器壳体厚度不超过45mm，所述三通接头的高度为不超过100mm。进一步地，所述数据采集器壳体顶部设置有凹槽，所述位移传感器固定于所述凹槽内。进一步地，所述数据采集器壳体包括铝合金制成的主壳体和盖板，所述盖板通过螺钉固定于所述主壳体上，所述盖板与所述主壳体连接处设置有密封件。进一步地，所述数据采集器壳体上设置有用于将其安装于悬浮传感器上的安装孔。进一步地，所述若干连接器插座包括：一个用于连接上位机的连接器插座，一个用于连接三通接头的连接器插座，多个用于连接传感器的连接器插座。进一步地，所述数据采集器包括电源及电路板；所述电路板上集成有依次连接的信号调理电路、模数转换电路、FPGA电路、USB发送电路，所述电路板上还集成有分压取样电路、电源电路及与FPGA电路连接的RS485接收电路；所述电源和所述模数转换电路均与所述分压取样电路连接；所述电源通过所述电源电路分别与所述位移传感器、加速度传感器、信号调理电路、模数转换电路、FPGA电路、USB发送电路、所述多个用于连接传感器的连接器插座连接；所述位移传感器、加速度传感器及所述多个用于连接传感器的连接器插座均与所述信号调理电路连接；所述用于连接三通接头的连接器插座与所述RS485接收电路连接，所述用于连接上位机的连接器插座与所述USB发送电路连接。有益效果本技术提供的一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统，采用集成化的设计，将位移传感器、加速度传感器与数据采集器集成为一体，其结构紧凑，使用时，将其与悬浮传感器螺栓连接，无需将位移传感器和加速度传感器单独拆卸安装，安装非常方便，同时不会影响正常安全行车，拆卸时将其整体拆下即可；在满足不影响正常安全行车的基本要求下，实现了对悬浮间隙、悬浮架振动、电磁铁线圈表面温度数据采集，采样速率高，数据量大，便于对多个采样对象数据进行关联分析；无需采集用于列车悬浮控制的信号，对悬浮控制的可靠性不产生风险。附图说明图1是本技术实施例的一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统结构示意图；图2是图1提供的实施例的布置连接示意图；图3是图1中提供的实施例的电路原理框图。标号说明：01-数据采集系统，02-F轨，03-电磁铁，1-悬浮传感器，2-位移传感器，3-加速度传感器，4-数据采集器，41-电路板，42-电源，43-连接器插座，5-数据采集器壳体，51-主壳体，52-盖板，53-安装孔，6-三通接头。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1、图2所示，本技术公开了一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统，包括：数据采集器壳体5，集成于所述数据采集器壳体5内的数据采集器4和加速度传感器3，设置于所述数据采集器壳体5顶部的位移传感器2；所述加速度传感器3和位移传感器5均与所述数据采集器4连接；所述数据采集器壳体5底部还设置有若干个连接器插座43，所述若干个连接器插座43均与所述数据采集器4连接。位移传感器2测量磁浮列车的悬浮间隙，加速度传感器3测量悬浮架的振动(通过加速度传感器采集测量方向上的加速度变化来确定振动状态)，采用集成化的设计，将位移传感器2、加速度传感器3与数据采集器4集成为一体，其结构紧凑，所述数据采集器壳体5设置有用于将其安装于悬浮传感器上的安装孔53，使用时，用螺栓通过安装孔53将其与悬浮传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统，其特征在于，包括：/n数据采集器壳体；/n集成于所述数据采集器壳体内的数据采集器和加速度传感器；/n设置于所述数据采集器壳体顶部的位移传感器；/n所述加速度传感器和位移传感器均与所述数据采集器连接；/n所述数据采集器壳体底部还设置有若干个连接器插座，所述若干个连接器插座均与所述数据采集器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁浮列车悬浮状态数据采集系统，其特征在于，包括：
数据采集器壳体；
集成于所述数据采集器壳体内的数据采集器和加速度传感器；
设置于所述数据采集器壳体顶部的位移传感器；
所述加速度传感器和位移传感器均与所述数据采集器连接；
所述数据采集器壳体底部还设置有若干个连接器插座，所述若干个连接器插座均与所述数据采集器连接。


2.根据权利要求1所述的磁浮列车悬浮状态数据采集系统，其特征在于，还包括电流传感器和温度传感器，所述电流传感器与温度传感器均通过所述连接器插座与所述数据采集器连接。


3.根据权利要求2所述的磁浮列车悬浮状态数据采集系统，其特征在于，所述电流传感器为开启式闭环霍尔电流传感器，所述温度传感器为贴片式铂热电阻。


4.根据权利要求1所述的磁浮列车悬浮状态数据采集系统，其特征在于，还包括三通接头，所述三通接头的一端通过所述连接器插座与所述数据采集器连接；所述三通接头的另外两端分别用于连接悬浮传感器和悬浮传感器电缆，所述悬浮传感器电缆与悬浮控制器连接。


5.根据权利要求4所述的磁浮列车悬浮状态数据采集系统，其特征在于，所述数据采集器壳体厚度不超过45mm，所述三通接头的高度为不超过100mm。


6.根据权利要求1所述的磁浮列车悬浮状态数据采集系统，其特征在于，所述数据采集器壳体顶部设置有凹槽，所述位移传感器固定于所述凹槽内。


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【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，徐春生，杨勇，李益国，黄海涛，李志国，石硕，谢建波，
申请(专利权)人：湖南磁浮交通发展股份有限公司，广州精信仪表电器有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43