机车轴端光电式转速传感器制造技术

一种机车轴端光电式转速传感器，包括安装在机车上的安装座，安装座上密封连接外罩，安装座和外罩内设有与机车轮轴相连的万向联轴器以及进行光电信号转换的传感器控制电路，万向联轴器上设有带多个透光孔的光栅，传感器控制电路由供电电源电路、ＥＭＣ功能电路、光电断续器、信号处理电路和信号输出电路组成，机车轮轴输入动力带动光栅转动，使得光电断续器上的光敏元件产生与光栅透光孔透光次数相等的感光次数，从而在传感器控制电路中输出相应数量的高低电脉冲信号，该传感器是将光信号转换成电信号以达到精确测速目的，能满足在恶劣环境下进行工作的需要，并具有结构紧凑、使用性能好、测量精度高的优点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感器，尤其是指一种将光信号转换成电信号进行测 速的机车轴端光电式转速传感器。
技术介绍
传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件，它的输 出信号具有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制等要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件，如果把计算机比作大脑，那么传感器则相当于五官，传感器能正确感受被测鼂，并转换成相应的输出量，对系统质量起着决定性作用。传感器类型多样，根据工作原理不同，可分为物理传感器和化学传感器；根据输出信号不同可分为模拟传感器和数字传感器；根据用途不同可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。这些现有的传感器都属于精密设备，如经常处于恶劣的环境下工作，长期承受风、沙、雨、雪的侵袭，因此无论物理量、化学量或生物量转换成的电信号，其使用性能都会受到影响，使得测量精度降低而达不到使用要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种能满 足在恶劣环境下工作的、结构紧凑、使用性能好、利用光信号转换成电信号进行 测速且测量精度高的机车轴端光电式转速传感器。本技术的技术问题通过以下技术方案实现一种机车轴端光电式转速传感器，包含安装在机车上的安装座，安装座上密 封连接外罩，其特征在于所述的安装座与外罩内设有连接机车的万向联轴器，该 力向联轴器轴上设有带多个透光孔的光栅，进行光电信号转换的传感器控制电 路，该传感器控制电路由供电电源电路、EMC功能电路、光电断续器、信号处 理电路和信号输出电路组成；所述的供电电源电路经过EMC功能电路，EMC功能电路与光栅的输出端连接光电断续器，同时EMC功能电路向光电断续器及信 号处理电路提供电源及基准电位。所述的万向联轴器包括支承在一对轴承内的主轴，主轴包括以十字轴互相连 接的单叉方榫、双叉和单叉轴组成，单叉方榫的外表面设有两对由弹簧顶推的舌 板，双叉外表面设有护套，主轴外设有与其密封连接的轴套，轴套固定在安装座 内，单叉轴与轴套间设有固定在单叉轴外表面的内圈紧定螺母以及固定在轴套内 表面的外圈紧定螺母，内、外圈之间由密封件密封；所述的轴承与轴承之间由垫 块、垫套和碟形弹簧间隔。所述的供电电源电路由外部电源和内部电源组成，外部电源主要为车载直流 电源，连接于电路中节点a、 g处，内部电源为连接于电路节点h、 i、 j处的三端 稳压块N1。所述的EMC功能电路由电路节点间的a、 g的自动恢复保险丝Fl、 二极管 VI、瞬态电压抑制二极管V2、电解电容C1、电容C2及电容C3组成。所述的光电断续器由连接于电路节点k、 1、 m、 n、 o处的器件N2及其连接 于电路节点c、 d处的电阻R5、 R6、 R7组成，LED光源发射的光经光缝板到达 光敏元件，该光敏元件连接施密特电路。所述的信号处理电路由连接于电路节点p、 q、 r、 s、 t处的器件N3及其连 接于电路节点c、 e、 d、 f处的电阻Rl、 R2、 R3、 R4组成。所述的信号输出电路由连接于电路节点b、 f、 e处的二极管V3和V4组成。与现有技术相比，本技术是在传感器的安装座和外罩内设有与机车相连 的万向联轴器以及进行光电信号转换的传感器控制电路，万向联轴器上设有带多 个透光孔的光栅，当输入动力带动光栅转动时，就使得光敏元件具有了与光栅透 光孔透光次数相等的感光次数，从而在传感器控制电路输出相应数量的电脉冲信 号，该结构是将光信号转换成电信号以达到精确测速目的，能满足在恶劣环境下 进行工作的需要，并具有结构紧凑、使用性能好、测量精度高的优点。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为图1的A—A剖视图。图3为本技术万向联轴器的主轴示意图。图4为本技术安装在机车上的示意图。图5为传感器工作原理图。图6为本技术的电路方框图。 图7为本技术的电路原理图。具体实施方式下面将按上述附图对本技术实施例再作详细说明。如图1 图4所示，机车轴端光电式转速传感器，是属于一种物理、数字式、 速度类传感器，其结构包括密封安装在机车轴箱外盖上的安装座1，安装座上以 "0"型密封圈15密封连接外罩2，安装座和外罩内固定有由LED光源38、光 缝板39、光敏元件40和施密特电路41构成的光电断续器4，还设有与机车轮轴 相连接的万向联轴器，该万向联轴器包括由单叉方榫27、双叉32和单叉轴35 组成的、以十字轴30互相连接而成的主轴，所述的单叉方榫一端的四个外表面 上沿轴向设有四个滑槽，内部设有两对分别贯穿两相对外表面、且互相垂直的通 孔，通孔内设有弹簧26，两对呈"工"字型的舌板21配装在四个滑槽内，每一 对舌板都由设在该方榫通孔内的两个弹簧互相顶推，每个舌板在靠近单叉方榫的 端部都设计为方便装入的倾斜结构，同时在单叉方榫的端部固定有阻挡舌板21 跌出的压板20，单叉方榫27的另一端设计为叉形，叉形上设有两个通孔，方榫 与叉形接合部的外圆柱面上设有供挡圈19装入单叉方榫27的环槽；所述的双叉 32两端都为叉形结构，并且叉形上设有通孔；所述的单叉轴35的一端与双叉的 叉形结构相同，靠近叉形结构的外圆柱面上以销子34固定一套圈33。单叉方榫27、双叉32和单叉轴35的连接方式为将单叉方榫与单叉轴的 叉形结构配装入双叉两端的叉形结构内，并使得两者叉形结构上的通孔与双叉叉 形结构上的通孔处于垂直位置，装入十字轴30使三者互相连接，同时在双叉叉 形结构的通孔内以垫片31、铜套28和圆板29将十字轴封闭在内，两个连接处 还罩有起保护作用的护套18，护套的安装方式为，从单叉方榫27端套入并卡合 在单叉轴35的套圈33内，然后将挡圈19安装在单叉方榫27的环槽内，即可限 制护套脱离。主轴内还设有采用弹性较强的钢条制成的支轴17，该支轴的作用是使主轴 在转动过程中起到复位作用，主轴支承在一对轴承12内，轴承与轴承之间由垫 块14、垫套24和碟形弹簧13间隔。主轴外设有与其密封连接的轴套16，轴套 固定在安装座1内，单叉轴35与轴套间设有固定在单叉轴外表面的内圈紧定螺 母10以及固定在轴套内表面的外圈紧定螺母11，内、外圈紧定螺母之间由挡圈 22和油封23构成的密封件密封。主轴端部由短销6连接一轮芯9,轮芯上设有通过垫圈8和螺母7与其固定 的光栅5，详见传感器工作原理图图5所示，该光栅呈圆片状，端面上设有多个 圆周均布的透光孔，透光孔刚好置于光电断续器4的LED光源38和光敏元件 40之间，光栅相当于一个信号源，当与万向联轴器主轴传动连接的机车轮轴转 动时，带动主轴以及固定在主轴上的光栅5转动，机车轮轴转动一圈，主轴与光 栅也相应转动一圈，而光敏元件40感光的次数与光栅透光孔的透光次数相等， 从而产生相应数量的电脉冲信号，具体工作过程是当光栅的透光孔正对光缝板 39的光缝时，LED光源38发射的光通过光栅5和光缝板39照射到光敏元件40 上，使光敏元件感光，传感器中的光敏元件为光敏三极管，感光时该器件处于饱 和工作状态，导通并经施密特电路41处理后输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机车轴端光电式转速传感器，包含安装在机车上的安装座（１），安装座上密封连接外罩（２），其特征在于所述的安装座与外罩内设有连接机车的万向联轴器，该万向联轴器轴上设有带多个透光孔的光栅（５），进行光电信号转换的传感器控制电路，该传感器控制电路由供电电源电路（Ⅰ）、ＥＭＣ功能电路（Ⅱ）、光电断续器（４）、信号处理电路（Ⅲ）和信号输出电路（Ⅳ）组成；所述的供电电源电路（Ⅰ）经过ＥＭＣ功能电路（Ⅱ），ＥＭＣ功能电路（Ⅱ）与光栅（５）的输出端连接光电断续器（４），同时ＥＭＣ功能电路（Ⅱ）向光电断续器及信号处理电路（Ⅲ）提供电源及基准电位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢长根，周友佳，李卫东，
申请(专利权)人：宁波南车时代传感技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：97[中国|宁波]