一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于磁浮列车车‑轨耦合振动测试的无线测量系统，包括车载测量装置、轨道测量装置、数据处理终端。车载测量装置和轨道测量装置上均设置有电源、中央控制器以及均与中央控制器连接的传感器接口和无线收发器。电源与中央控制器、传感器接口、无线收发器供电连接，车载测量装置的传感器接口与设置于磁浮列车上的车载传感器连接，轨道测量装置的传感器接口与设置于轨道上的轨道传感器连接，车载测量装置和轨道测量上的中央控制器分别接收车载传感器和轨道传感器信号，并分别通过无线收发器将获得的传感器信号发送到数据处理终端。本实用新型专利技术实现磁浮列车车‑轨耦合振动测量采样的同步性，降低磁浮列车车‑轨信号采集的相位误差。

【技术实现步骤摘要】
一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统
本技术属于磁浮列车振动测试的
，具体涉及一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统。
技术介绍
磁浮列车利用磁力悬浮方式实现列车和轨道之间的无接触运行。同常规的轮轨作用机理不同，无接触的磁浮方式存在磁浮列车和轨道之间支撑力柔和等特点，使得磁浮列车和轨道之间耦合作用比轮轨列车复杂。尤其对于吸力型磁浮列车，其悬浮力来自电磁铁对轨道产生的吸力，由于磁吸力的不稳定性，这种磁浮列车必须采用悬浮控制器实时地调节电磁铁的电流，从而实现磁浮列车的稳定悬浮。但是，采用这种悬浮方式的磁浮列车，在轨道(包括和电磁铁直接作用的轨排以及支撑轨道的桥梁)弹性作用下容易引发磁浮列车和轨道之间耦合自激振动，其表现为静止或低速移动的磁浮列车和轨道之间发生的大幅振动现象。这种自激振动不是由外力激励导致的，而是由悬浮控制系统和桥梁耦合作用产生的不稳定现象。这种磁浮列车和轨道之间的耦合自激振动，容易造成悬浮失稳及轨道结构疲劳损坏，是需要极力解决的问题。为了解决磁浮列车和轨道之间的耦合自激振动问题，通常需要对发生振动的磁浮列车和轨道进行现场测量，以确定轨道发生振动的模态振型、频率等参数，配合磁浮列车电磁铁的振动信号，进而确定自激振动发生的原因。然而磁浮列车的轨道常采用远离地面的高架形式以减少占地面积，这样给自激振动测量方式带来诸多不便，主要体现在：(1)由于磁浮列车会相对轨道产生运动，因此采集磁浮列车上的信号和采集轨道上的信号需要分开设置；(2)磁浮列车相对轨道的位置对于车-轨耦合自激振动测量信息的影响很大；(3)磁浮列车和轨道的信号采集相位误差必须很小，否则影响分析效果；(4)自激振动测量必须具备适用于磁浮列车上安装的传感器的接口和供电单元。
技术实现思路
为解决上述技术问题中的至少之一，本技术提出一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统。本技术的目的通过以下技术方案实现：本技术提供了一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，包括车载测量装置、轨道测量装置、数据处理终端，所述车载测量装置和轨道测量装置上均设置有电源、中央控制器以及均与中央控制器连接的传感器接口和无线收发器，所述电源与中央控制器、传感器接口、无线收发器供电连接，所述车载测量装置的传感器接口与设置于磁浮列车上的传感器连接，所述轨道测量装置的传感器接口与设置于轨道上的轨道传感器连接，所述车载测量装置和轨道测量上的中央控制器分别接收车载传感器和轨道传感器信号，并分别通过所述无线收发器将获得的车载传感器和轨道传感器信号发送到数据处理终端。作为进一步的改进，还包括无线路由器，所述车载测量装置的无线收发器、轨道测量装置的无线收发器均通过所述无线路由器与数据处理终端信号连接。作为进一步的改进，所述轨道测量装置为多个，多个轨道测量装置根据测量需要沿轨道的长度方向间隔设置。作为进一步的改进，还包括设置在所述轨道上的光电定位发射器以及对应设置在磁浮列车上的用于接收所述光电定位发射器所发射光电信号的光电接收器，所述光电接收器与所述车载测量装置的传感器接口连接。作为进一步的改进，所述车载测量装置和轨道测量装置上均设有定时器，所述车载测量装置上的定时器与车载测量装置上的中央控制器连接，所述轨道测量装置上的定时器与轨道测量装置上的中央控制器连接。作为进一步的改进，所述车载测量装置上的传感器接口与中央控制器之间设有模数转换模块，和/或所述轨道测量装置上的传感器接口与中央控制器之间设有模数转换模块。作为进一步的改进，所述车载测量装置上的传感器接口与模数转换模块之间设有增益调节模块，和/或所述轨道测量装置上的传感器接口与模数转换模块之间设有增益调节模块。作为进一步的改进，所述增益调节模块为电位计。作为进一步的改进，所述车载测量装置和轨道测量装置上均设有按键和/或显示屏，所述车载测量装置上的中央控制器与按键和/或显示屏连接，所述轨道测量装置上的中央控制器与按键和/或显示屏连接。作为进一步的改进，所述中央控制器采用单片机或微处理器。本技术提供的一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，包括车载测量装置、轨道测量装置、数据处理终端。车载测量装置和轨道测量装置上均设置有电源、中央控制器以及均与中央控制器连接的传感器接口和无线收发器，电源与中央控制器、传感器接口、无线收发器供电连接。车载测量装置的传感器接口与设置于磁浮列车上的车载传感器连接，所述轨道测量装置的传感器接口与设置于轨道上的轨道传感器连接，所述车载测量装置和轨道测量上的中央控制器分别接收车载传感器和轨道传感器信号，并分别通过所述无线收发器将获得的车载传感器和轨道传感器信号发送到所述数据处理终端。测试前，在磁浮列车上布置好需要的车载传感器并与车载测量装置的传感器接口对应连接，在待测轨道上布置好需要的轨道传感器并与轨道测量装置的传感器接口对应连接，数据处理终端设置在可与车载测量装置和轨道测量装置接收或发送无线信号的合适距离。测试时，车载测量装置和轨道测量装置的中央控制器将获取的车载传感器和轨道传感器信号分别通过无线收发器无线传输给数据处理终端。本技术采用设置在磁浮列车上的车载测量装置和设置在轨道上的轨道测量装置，便于磁浮列车在悬浮状态下对车-轨耦合自激振动情况同时进行测量；实现磁浮列车车-轨自激耦合振动测量采样的同步性，降低磁浮列车车-轨信号采集的相位误差，使数据处理终端能够获取磁浮列车车-轨振动的模态振型和频率等信息；通过对比磁浮列车和轨道的振动信号，从而更准确的分析发生磁浮列车车-轨耦合自激振动的原因。附图说明利用附图对本技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本技术用于磁浮列车车-轨耦合振动测试时的示意图。图2为本技术车载测量装置或轨道测量装置的结构框图。图3为本技术数据处理终端使用软件时的界面图。图中：1，车载测量装置；2，轨道测量装置；3，数据处理终端；4，中央控制器；5，传感器接口；6，无线收发器；7，电源；8，无线路由器；9，光电定位发射器；10，光电接收器；11，模数转换模块；12，增益调节模块；13，按键；14，显示屏；15，车载传感器；16，轨道传感器，17，磁浮列车；18，轨道。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细的描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。结合图1和图2所示，本技术实施例提供一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，包括车载测量装置1、轨道测量装置2、数据处理终端3。车载测量装置1和轨道测量装置2上均设置有电源7、中央控制器4、以及均与中央控制器4连接的传感器接口5和无线收发器6，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，其特征在于，包括车载测量装置(1)、轨道测量装置(2)、数据处理终端(3)，所述车载测量装置(1)和轨道测量装置(2)上均设置有电源(7)、中央控制器(4)以及均与中央控制器(4)连接的传感器接口(5)和无线收发器(6)，所述电源(7)与中央控制器(4)、传感器接口(5)、无线收发器(6)供电连接，所述车载测量装置(1)的传感器接口(5)与设置于磁浮列车(17)上的车载传感器(15)连接，所述轨道测量装置(2)的传感器接口(5)与设置于轨道(18)上的轨道传感器(16)连接，所述车载测量装置(1)和轨道测量装置(2)上的中央控制器(4)分别接收车载传感器(15)和轨道传感器(16)信号，并分别通过无线收发器(6)将获得的车载传感器(15)和轨道传感器(16)信号发送到数据处理终端(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，其特征在于，包括车载测量装置(1)、轨道测量装置(2)、数据处理终端(3)，所述车载测量装置(1)和轨道测量装置(2)上均设置有电源(7)、中央控制器(4)以及均与中央控制器(4)连接的传感器接口(5)和无线收发器(6)，所述电源(7)与中央控制器(4)、传感器接口(5)、无线收发器(6)供电连接，所述车载测量装置(1)的传感器接口(5)与设置于磁浮列车(17)上的车载传感器(15)连接，所述轨道测量装置(2)的传感器接口(5)与设置于轨道(18)上的轨道传感器(16)连接，所述车载测量装置(1)和轨道测量装置(2)上的中央控制器(4)分别接收车载传感器(15)和轨道传感器(16)信号，并分别通过无线收发器(6)将获得的车载传感器(15)和轨道传感器(16)信号发送到数据处理终端(3)。


2.如权利要求1所述的一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，其特征在于，还包括无线路由器(8)，所述车载测量装置(1)的无线收发器(6)、轨道测量装置(2)的无线收发器(6)均通过所述无线路由器(8)与数据处理终端(3)信号连接。


3.如权利要求2所述的一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，其特征在于，所述轨道测量装置(2)为多个，多个轨道测量装置(2)沿轨道(18)的长度方向间隔设置。


4.如权利要求2所述的一种用于磁浮列车车-轨耦合振动测试的无线测量系统，其特征在于，还包括设置在所述轨道(18)上的光电定位发射器(9)以及对应设置在磁浮列车(17)上的用于接收所述光电定位发射器(9)所发射光电信号的光电接收器(10)，所述光电接收器(10)与所述车载测量装置(1)的传感器接口(5)连接。


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【专利技术属性】
技术研发人员：周丹峰，李杰，高明，余佩倡，刘曰峰，陈强，李宽欣，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，中车唐山机车车辆有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43