本实用新型专利技术公开了一种基于多普勒效应的轮对计数测速装置，包括多普勒脉冲雷达组件、中央处理器模块、紧固螺栓以及电源模块；用于按一定的频率沿车辆轮对运行的垂直方向发射77GHz的电磁波的多普勒脉冲雷达组件设置在中央处理器模块上，且两者之间电性连接。本实用新型专利技术安装于轨道路基旁边，距离钢轨和轮对较远，无接触式探测，杜绝了安全隐患，同时大大降低的运营人员检查和维护的难度；不同于光学传感器，多普勒雷达不受雨雪雾的影响，可靠性极高；不需要透镜组，不怕污染，即使被粉尘或油污覆盖也可正常工作；没有活动部件，也不使用消耗品，所有元器件密封于坚固的壳体内，防水防潮，使用寿命非常长。使用寿命非常长。使用寿命非常长。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多普勒效应的轮对计数测速装置
[0001]本技术涉及轨道装备
，具体是一种基于多普勒效应的轮对计数测速装置。
技术介绍
[0002]轮对，是机车车辆上与钢轨相接触的部分，由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成。轮对的作用是保证机车车辆在钢轨上的运行和转向，承受来自机车车辆的全部静、动载荷，把它传递给钢轨。此外，机车车辆的驱动和制动也是通过轮对起作用的。涉及对经过钢轨某一点上的机车轮对进行探测、计时和计数时，在当前的实际应用中使用的轮对计数装置多数采用下列几种探测原理：1、金属制翘板开关，其主要的缺点是：1)需要使用专门的支架安装，安装过程费时费力，维护困难；2)同轮缘有刚性接触，在冲击力作用下容易损坏；3)部件采用金属制作，万一产生破损，存在一定的安全隐患；2、光学传感器，其主要的缺点是：1)受环境影响较大，雨雪雾天可靠性大大降低；2)光学器件寿命较短，后期替换成本较高；3)透镜组容易受油污及粉尘的污染导致失效。
技术实现思路
[0003]本技术的目的在于提供一种基于多普勒效应的轮对计数测速装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0005]一种基于多普勒效应的轮对计数测速装置，包括多普勒脉冲雷达组件、中央处理器模块、紧固螺栓以及电源模块；用于按一定的频率沿车辆轮对运行的垂直方向发射77GHz的电磁波的多普勒脉冲雷达组件设置在中央处理器模块上，且两者之间电性连接；所述中央处理器模块的底部设有便于对其进行固定的紧固螺栓；用于对所述多普勒脉冲雷达组件和中央处理器模块进行供电的电源模块设置在中央处理器模块的一侧。
[0006]作为本技术进一步的方案：所述中央处理器模块包括单片机，用于生成模拟波形并将指令发送给压控振荡器；压控振荡器，接收单片机发出的指令，并生成雷达波形信号后将信号发送给功率运算放大器；功率运算放大器，用于接收单片机发出的雷达波形信号，并将该信号放大后，发送给发射天线；发射天线，用于将功率运算放大器放大的雷达波形信号辐射到外部空间；接收天线，用于接收发射天线发出信号的反射信号，并将反射信号发送给低通滤波器；低通滤波器，用于将反射信号发送给运算器；运算器，将功率运算放大器的发射波与低通滤波器的回波相乘，生成IF信号，并将IF信号发生给IF滤波放大器；IF滤波放大器，将IF信号经过调制和放大后，发送给数模转换器；以及数模转换器，用于接收IF滤波放大器发出的信号，并将信号转换成数字信号后，将数字信号传输给单片机，经单片机4处理计算后，形成雷达探测结果数据。
[0007]作为本技术再进一步的方案：所述单片机的型号为STM32F103RCT6；所述压控振荡器的型号为MCL JTOS
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100。
[0008]作为本技术再进一步的方案：所述数模转换器的型号为DAC8562FS；所述功率运算放大器的型号为MC33078和OPA2350。
[0009]作为本技术再进一步的方案：所述IF滤波放大器的型号为MC33078；所述运算器的型号为LOG104AID；所述低通滤波器的型号为LFCN
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900+。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0011]1)安装于轨道路基旁边，距离钢轨和轮对较远，无接触式探测，杜绝了安全隐患，同时大大降低的运营人员检查和维护的难度；
[0012]2)不同于光学传感器，多普勒雷达不受雨雪雾的影响，可靠性极高；
[0013]3)不需要透镜组，不怕污染，即使被粉尘或油污覆盖也可正常工作；
[0014]4)没有活动部件，也不使用消耗品，所有元器件密封于坚固的壳体内，防水防潮，使用寿命非常长。
附图说明
[0015]图1为基于多普勒效应的轮对计数测速装置的结构示意图。
[0016]图2为基于多普勒效应的轮对计数测速装置中中央处理器模块的示意图。
[0017]图3为基于多普勒效应的轮对计数测速装置中功率放大器的电路图。
[0018]图4为基于多普勒效应的轮对计数测速装置中IF滤波放大器的电路图。
[0019]图5为基于多普勒效应的轮对计数测速装置中整机的电路图。
[0020]图中：1
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多普勒脉冲雷达组件、2
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中央处理器模块、3
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紧固螺栓、4
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单片机、5
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压控振荡器、6
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数模转换器、7
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功率运算放大器、8
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IF滤波放大器、9
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运算器、10
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低通滤波器、11
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发射天线、12
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接收天线。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0022]实施例1
[0023]请参阅图1
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5，本实施例提供了一种基于多普勒效应的轮对计数测速装置，包括多普勒脉冲雷达组件1、中央处理器模块2、紧固螺栓3以及电源模块；用于按一定的频率沿车辆轮对运行的垂直方向发射77GHz的电磁波的多普勒脉冲雷达组件1设置在中央处理器模块2上，且两者之间电性连接；所述中央处理器模块2的底部设有便于对其进行固定的紧固螺栓3；用于对所述多普勒脉冲雷达组件1和中央处理器模块2进行供电的电源模块设置在中央处理器模块2的一侧。这样设置，轨道车辆轮对经过时，轮对与多普勒脉冲雷达组件1接近使得接受和反射的频率变高，而轮对远离多普勒脉冲雷达组件1使得接受和反射的频率变低，通过测量多普勒引起的频率偏移，中央处理器模块2可以确定轮对经过且精确计算其速度并计数。
[0024]所述中央处理器模块2包括单片机4，用于生成模拟波形并将指令发送给压控振荡器 5；压控振荡器5，接收单片机4发出的指令，并生成雷达波形信号后将信号发送给功率运算放大器7；功率运算放大器7，用于接收单片机4发出的雷达波形信号，并将该信号放大后，发送给发射天线11；发射天线11，用于将功率运算放大器7放大的雷达波形信号辐射到外部空间；接收天线12，用于接收发射天线11发出信号的反射信号，并将反射信号发送给低通滤
波器10；低通滤波器10，用于将反射信号发送给运算器9；运算器9，将功率运算放大器7的发射波与低通滤波器10的回波相乘，生成IF信号，并将IF信号发生给IF滤波放大器8；IF滤波放大器8，将IF信号经过调制和放大后，发送给数模转换器6；以及数模转换器6，用于接收IF滤波放大器8发出的信号，并将信号转换成数字信号后，将数字信号传输给单片机4，经单片机4处理计算后，形成雷达探测结果数据。
[0025]本实施例的工作原理是：轨道车辆轮对经过时，轮对与多普勒脉冲雷达组件1接近使得接受和反射的频率变高，而轮对远离多普勒脉冲雷达组件1使得接受和反射的频率变低，通过测量多普勒引起的频本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多普勒效应的轮对计数测速装置，其特征在于，包括多普勒脉冲雷达组件(1)、中央处理器模块(2)、紧固螺栓(3)以及电源模块；用于按一定的频率沿车辆轮对运行的垂直方向发射77GHz的电磁波的多普勒脉冲雷达组件(1)设置在中央处理器模块(2)上，且两者之间电性连接；所述中央处理器模块(2)的底部设有便于对其进行固定的紧固螺栓(3)；用于对所述多普勒脉冲雷达组件(1)和中央处理器模块(2)进行供电的电源模块设置在中央处理器模块(2)的一侧。2.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的轮对计数测速装置，其特征在于，所述中央处理器模块(2)包括单片机(4)，用于生成模拟波形并将指令发送给压控振荡器(5)；压控振荡器(5)，接收单片机(4)发出的指令，并生成雷达波形信号后将信号发送给功率运算放大器(7)；功率运算放大器(7)，用于接收单片机(4)发出的雷达波形信号，并将该信号放大后，发送给发射天线(11)；发射天线(11)，用于将功率运算放大器(7)放大的雷达波形信号辐射到外部空间；接收天线(12)，用于接收发射天线(11)发出信号的反射信号，并将反射信号发送给低通滤波器(10)；低通滤波器(10)，用于将反射信号发...
【专利技术属性】
技术研发人员：周昕，张贺，
申请(专利权)人：吉林省运捷轨道科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：
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