钢轨电流传感器及系统技术方案

本实用新型专利技术涉及传感器领域，具体涉及一种钢轨电流传感器及系统，第一磁场检测部件，设置在钢轨的第一侧的第一位置；第二磁场检测部件，设置在所述钢轨的第二侧的第二位置，其中，所述第一位置与所述第二位置相对于所述钢轨对称，所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件分别用于检测所述钢轨两侧相应位置的磁场；转换电路，与所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件分别连接，用于根据所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件的检测结果得到所述钢轨上的电流。利用第一磁场检测部件和第二磁场检测部件对钢轨在线电流检测，不影响列车的正常运行，能够准确地测量出列车运行时，流过钢轨电流的大小。流过钢轨电流的大小。流过钢轨电流的大小。

【技术实现步骤摘要】
钢轨电流传感器及系统


[0001]本技术涉及传感器领域，具体涉及一种钢轨电流传感器及系统。

技术介绍

[0002]快速电气化铁路系统中，电能通过接触线提供给列车，牵引电流从牵引变电站流出经过接触线，列车最后通过钢轨流回牵引变电站。钢轨电流传感器不能侵入钢轨进行电流检测，传统的电流传感器不能满足钢轨电流在线检测的需求。
[0003]传统的电流传感器一般是闭合式电流传感器，在检测电流时，需要穿过钢轨，影响列车的正常运行，不能对钢轨电流进行在线检测，只能进行离线模拟检测，但离线模拟检测和列车正常运行时的工作电流存在差异，在离线模拟检测下，不能真实反应列车正常运行时钢轨中实际电流的大小，导致不清楚列车正常运行时，流过钢轨的实际工作电流的大小。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决在列车正常运行时，不能测量出钢轨上流过实际工作电流的大小的技术问题，从而提供一种钢轨电流传感器，包括：第一磁场检测部件，设置在钢轨的第一侧的第一位置；第二磁场检测部件，设置在所述钢轨的第二侧的第二位置，其中，所述第一位置与所述第二位置相对于所述钢轨对称，所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件分别用于检测所述钢轨两侧相应位置的磁场；转换电路，与所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件分别连接，用于根据所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件的检测结果得到所述钢轨上的电流。
[0005]优选地，所述转换电路包括：差分电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端与所述第一磁场检测部件连接，所述第二输入端与所述第二磁场检测部件连接，所述输出端用于输出所述第一输入端和所述第二输入端差分之后的输出电压。
[0006]优选地，所述差分电路还包括：运算放大器；
[0007]第一电阻，连接在所述运算放大器的反相输入端与所述第一输入端之间；第二电阻，一端连接在所述第一电阻和所述反相输入端之间，另一端连接在所述运算放大器的输出端；第三电阻，连接在所述运算放大器的同相输入端与所述第二输入端之间；第四电阻，一端连接在所述第三电阻和所述同相输入端之间，另一端输入偏置电压。
[0008]优选地，所述偏置电压为1.5伏～2伏。优选地，所述第一位置或所述第二位置与所述钢轨的对称平面的距离为25～75毫米；所述第一位置或所述第二位置与所述钢轨的底面的距离为70～100毫米。
[0009]优选地，所述第一位置或所述第二位置与所述钢轨的对称平面的距离为25～75毫米；所述第一位置或所述第二位置与所述钢轨的底面的距离为70～100毫米。优选地，所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件均采用磁隧道结电阻。
[0010]本技术还提供了一种钢轨电流检测系统，包括：钢轨和上述的钢轨电流传感器。
[0011]本技术技术方案，具有如下优点：
[0012]本技术提供的钢轨电流传感器，第一磁场检测部件和第二磁场检测部件位于钢轨的相对位置，电流流经钢轨时，钢轨的周围产生磁场，第一磁场检测部件和第二磁场检测部件检测到对应位置的磁场强度，将所述磁场强度传递给转换电路进行计算，得到流经钢轨的电流值。利用第一磁场检测部件和第二磁场检测部件对钢轨在线电流检测，不影响列车的正常运行，能够准确地测量出列车运行时，流过钢轨电流的大小。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1为本技术实施例1钢轨电流传感器的结构示意图；
[0015]图2为本技术实施例1中TMR传感器位于钢轨两侧的结构示意图；
[0016]图3为本技术实施例1钢轨通入电流，钢轨附近磁场特性图；
[0017]图4为本技术实施例1磁流密度分布特性图；
[0018]图5为本技术实施例1钢轨附近磁场示意图；
[0019]图6为本技术实施例1钢轨电流传感器的I
‑
V输出曲线图；
[0020]图7为本技术实施例2钢轨电流检测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]在本技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0023]传统的电流传感器一般是闭合式电流传感器，在检测电流时需要穿过钢轨，会影响列车的正常运行，从而导致不能对钢轨电流进行在线检测，只能进行离线模拟检测。离线模拟检测和列车正常运行时的工作电流存在差异，使用离线模拟检测的方式不能真实反应列车正常运行时钢轨中实际电流的大小。
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供了一种钢轨电流传感器，如图1和图2所示，包括第一磁场检测部件101、第二磁场检测部件102和转换电路20。第一磁场检测部件101用于设置在钢轨30的第一侧301的第一位置，第二磁场检测部件102用于设置在钢轨30的第二侧302的第二位置。第一位置301和第二位置302相对于钢轨30对称，电流流过钢轨30时，钢轨30周围产生磁场，第一磁场检测部件101在第一侧301的第一位置检测钢轨周围的磁场，第二磁场检测部件102在第二侧302的第二位置检测钢轨周围的磁场。其中，第一磁场检测部件101中具有第一TMR传
感器1011，第二磁场检测部件102中具有第二TMR传感器。
[0026]转换电路20与第一磁场检测部件101、第二磁场检测部件102分别连接，第一磁场检测部件102和第二磁场检测部件102在检测到钢轨30周围电流产生的磁场后，将所检测到的磁场强度传递给转换电路20，转换电路20根据第一磁场检测部件101和第二磁场检测部件102检测到的磁场强度，计算得到当前时间当前位置处流经钢轨的电流。第一磁场检测部件101、第二磁场检测部件102采用非侵入安装，在线检测钢轨电流的同时不影响线路的正常行车。
[0027]在上述实施例中，第一磁场检测部件101和第二磁场检测部件102位于钢轨的相对位置，电流流经钢轨时，钢轨的周围产生磁场，第一磁场检测部件101和第二磁场检测部件102检测到对应位置的磁场强度，将所述磁场强度传递给转换电路20进行计算，得到流经钢轨的电流值。利用第一磁场检测部件101和第二磁场检测部件102对钢轨在线电流检测，不影响列车的正常运行，能够准确地测量出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢轨电流传感器，其特征在于，包括：第一磁场检测部件，设置在钢轨的第一侧的第一位置；第二磁场检测部件，设置在所述钢轨的第二侧的第二位置，其中，所述第一位置与所述第二位置相对于所述钢轨对称，所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件分别用于检测所述钢轨两侧相应位置的磁场；转换电路，与所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件分别连接，用于根据所述第一磁场检测部件和所述第二磁场检测部件的检测结果得到所述钢轨上的电流。2.根据权利要求1所述的钢轨电流传感器，其特征在于，所述转换电路包括：差分电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端与所述第一磁场检测部件连接，所述第二输入端与所述第二磁场检测部件连接，所述输出端用于输出所述第一输入端和所述第二输入端差分之后的输出电压。3.根据权利要求2所述的钢轨电流传感器，其特征在于，所述差分电路还包括：运算放大器；第一电阻，连接在所述运算放大器的反相输入端与所述第一输入端之间；第二电阻，一端连接在所述第一电阻和所述反相输入端之间，另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓鹏，姚锡刚，高超，于方艳，白建民，王建国，
申请(专利权)人：宁波希磁电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：