专利名称：用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及对自动轨道衡中的传感器的工作状态的进行监控、检测的设备，具体来说，本发明涉及一种用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统。
背景技术：
自动轨道衡是对铁路运输车辆进行称重的计量设备。用于自动轨道衡的传感器主要分为压力传感器和剪力传感器两种。在实际应用中，通常采用硬件或软件的方式将传感器信号进行并联或叠加。由于传感器的输出通常只有若干毫伏，因此该信号必须经过放大和模数转换等过程，才能由控制设备进行采集、记录、处理和显示。在自动轨道衡中，就传感器信号的产生到最终在显示终端上显示出来，其过程是一个串行过程，因此在该过程中的任意一个环节出现故障，都将导致整个系统无法正常运行。分析信号传输过程中故障产生的原因，可以分为传感器故障、线路连接故障、信号放大以及模数转换异常等导致信号叠加异常等。其中传感器故障由可分为传感器安装异�：痛衅魉鸹担幌呗妨庸收现邪ㄏ呗范搪泛托榻�。由于传感器与钢轨直接接触，因此雷电或轨道电路也会对传感器产生影响甚至导致其损坏。传感器工作电压负极与信号放大、模数转换电路的负极是等电位，因此当传感器工作电压受到外界干扰时，信号放大、模数转换电路也将工作异常。如图I所示，其为现有技术的传感器的接线布置的示意图，其中传感器供桥用于为传感器提供工作的直流电源，这一电源通常由数据采集仪提供；传感器信号1-4是传感器1-4的输出信号，通常是若干毫伏的直流电压信号，这些电压信号作为自动轨道衡中的数据采集仪的输入信号通过传输电缆与数据采集仪相连。在实际应用中，可以根据需要将其输出信号进行并联。此外，传感器是安装在铁路线路上或线路下面的称重台面中，而数据采集仪或数据显示装置通常是在控制室内，两者相距几百米是常有的情况，因此在安装调试或维修调试过程中，观察传感器工作状态比较困难，特别是在安装调试过程中，由于现场可能还没有安装数据采集仪，对传感器的工作状态进行调试更加困难。利用普通万用表的毫伏检测挡进行检测，由于其计量精度有限，因此检测和调试传感器工作状态只能靠操作人员的经验。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其可以使得在传感器的安装调试或维修调试过程中的操作相对简单，并且使得传感器的安装调试或维修调试的精度提高，此外具有防雷击的功能。为达到上述目的，本发明提供一种用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其包括传感器供桥、至少一个传感器以及数字信号显示装置；其中，所述至少一个传感器通过各自的供桥防雷单元与传感器供桥连接，并且所述至少一个传感器通过各自的信号防雷单元与数字信号显示装置连接；所述数字信号显示装置具有传感器信号输入端子以及相应的传感器信号输出端子。上述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统中，所述信号防雷单元包括信号防雷电路，该信号防雷电路包括一个陶瓷气体放电管G1、两个电感LI和L2、以及一个固体放电管Dl ;其中，电感LI与电感L2为并联关系；陶瓷气体放电管Gl的第一端连接至电感LI的第一端，陶瓷气体放电管Gl的第二端连接至电感L2的第一端，并且陶瓷气体放电管Gl连接防雷保护地线PE ;固体放电管Dl的第一端连接至电感LI的第二端，固体放电管Dl的第二端连接至电感L2的第二端。上述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统中，所述供桥防雷单元包括供桥防雷电路，该供桥防雷电路包括有陶瓷气体放电管和G2、四个电感L3至L6、一个固体放电管Dl和D2、以及两个压敏电阻Ml和M2 ;其中，电感L3和电感L4的串联与电感L5和电感L6的串联之间为并联关系；陶瓷气体放电管·G2的第一端连接至电感L3的第一端，陶瓷气体放电管G2的第二端连接至电感L5的第一端，并且陶瓷气体放电管G2连接防雷保护地线PE ;固体放电管D2的第一端连接至电感L6的第二端，固体放电管D2的第二端连接至电感L4的第二端；压敏电阻Ml和压敏电阻M2之间为串联，压敏电阻Ml的第一端连接至电感L3和电感L4之间，压敏电阻Ml的第二端连接至压敏电阻M2的第一端，压敏电阻M2的第二端连接至电感L5和电感L6之间，并且压敏电阻Ml的第二端和压敏电阻M2的第一端连接防雷保护地线PE。上述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统中，所述数字信号显示装置的相邻的传感器信号输入端子之间分别设置有连接开关。上述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统中，所述数字信号显示装置设置有DC/DC电源模块。上述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统中，所述数字信号显示装置进一步设置有独立电源。上述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统中，所述连接开关为手动开关。上述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统中，所述连接开关为电动开关。由于采取以上技术方案，本发明的优点在于在本发明系统中，传感器的两端处分别设置有供桥防雷单元和信号防雷单元，这可以有效保证在其它部件遭到雷击时，避免昂贵的传感器损坏；另外，即使在某些情况下是传感器本身遭到雷击，由于信号防雷单元在存在，也可以防止机房中对传感器的数据进行采集以及对传感器进行控制的控制设备的损害，通常来说，该控制设备是更为昂贵的。通过使用本发明的系统，在对传感器进行安装和调试时，可以使用数字信号显示装置对传感器进行校准，而不需要像现有技术那样只能靠操作人员的经验。另外，DC/DC电源模块为数字信号显示装置提供隔离的没有污染的工作电源，以使数字信号显示装置能够在不受外界干扰的环境中工作，从而使得传感器的校准更加精准。在本发明系统中，由于设置了连接开关，通过操作连接开关可以根据需要并联传感器的信号，这不但使得对传感器的安装和调试更加方便，甚至使得传感器的工作使用也更加的方便。
图I为现有技术的传感器的接线布置的示意图。图2为本发明的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统的一个实施例的示意图。图3为本发明中的防雷电路的电路图。
具体实施例方式参考图2所示，其为本发明的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统的一个实施例的示意图。在该实施例中，用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统主要包括传感器供桥 50、四个传感器1-4以及数字信号显示装置70。在本实施例中，是以四个传感器为例进行说明，但是本领域技术人员可以理解的是，本发明并不仅限于使用四个传感器，使用一个、两个、甚至六个、八个传感器都是可以的。在本实施例中，传感器1-4通过各自的供桥防雷单元51-54与传感器供桥50连接，并且传感器1-4通过各自的信号防雷单元61-64与数字信号显示装置70连接；所述数字信号显示装置70具有传感器信号输入端子71-74以及相应的传感器信号输出端子75-78。其中，数字信号显示装置70的传感器信号输入端子的数量可以与传感器的数量相对应，例如，在本实施例中具有四个传感器1-4，那么数字信号显示装置70可以具有四个传感器信号输入端子71-74。但是，在其它的实施例中，数字信号显示装置70的传感器信号输入端子的数量可以多于传感器的数量，例如数字信号显示装置70的传感器信号输入端子的数量为八个，而在使用四个传感器时，只需连接到其中四个传感器信号输入端子即可。此夕卜，传感器信号输出端子的数量通常是与传感器信号输入端子的数量相对应的，例如传感器信号输入端子的数量为八个时，传感器信号输出端子的数量也为八个；但是，本发明也并不仅限于此，例如传感器信号输入端子的数量为八个时，传感器信号输出端子的数量也可以为四个。在本发明的示例性实施例中，数字信号显示装置70的相邻的传感器信号输入端子之间分别设置有连接开关。以上述的四个传感器的实施例为例，相邻的传感器信号输入端子71和72之间可以设置有连接开关12，相邻的传感器信号输入端子72和73之间可以设置有连接开关23，相邻的传感器信号输入端子73和74之间可以设置有连接开关34，设置连接开关的目的在于可以选择性地将传感器的信号并联之后再输入到数字信号显示装置70中，而在某些对传感器使用场合、以及某些对传感器测试场合，将传感器的信号进行并联是十分需要的。此外，如果理解为传感器信号输入端子74和传感器信号输入端子71也是相邻的话，那么也可以它们之间设置有连接开关(图未示)。此外，本领域技术人员可以理解的是，上述的连接开关可以为手动开关，其通过操作人员的手动操作来进行开关动作；或者，上述的连接开关也可以为电动开关，其通过本领域技术人员常用的控制装置来进行开关动作。在本发明的示例性实施例中，数字信号显示装置70设置有DC/DC电源�？�79，该DC/DC电源�？�79可以与传感器供桥50连接，从而将传感器供桥50的电压调整为数字信号显示装置70使用所需要的电压。此外，本领域技术人员可以理解的是，该DC/DC电源模块79当然也可以与其它电源连接，从而将其调整为数字信号显示装置70使用所需要的电压。进一步地，数字信号显示装置70还可以设置有独立电源80。该独立的电源80可以例如为干电池、蓄电池等等，其主要用于独立的对数字信号显示装置70进行供电。这样，即使不存在DC/DC电源�？�79，或者当DC/DC电源�？�79无法正常供电时，数字信号显示装置70也可以正常使用。下面，配合参考图3所示，对本发明的供桥防雷单元51-54和信号防雷单元61_64进行详细描述。发明的供桥防雷单元51-54和信号防雷单元61-64采用两级或三级防护电路，第一级将侵入线路的大电流高电压大部泄放入地，后级防护对第一级的残压进行逐级箝位，使防雷装置输出的雷过电压低于设备(系统)的耐压水平，保护了微电子设备。通道浪涌保 护器的接地端应与机房或近旁的防雷保护地线(PE)相联，为感应雷电流提供泄放通路，同时构成等电位防护系统，防雷保护地线不得与建筑物避雷针地线直接相联。在本发明的一个示例性实施例中，信号防雷单元61-64包括信号防雷电路，如图3中的上部分所示，该信号防雷电路包括一个陶瓷气体放电管G1、两个电感LI和L2、以及一个固体放电管Dl ;其中，电感LI与电感L2为并联关系；陶瓷气体放电管Gl的第一端连接至电感LI的第一端，陶瓷气体放电管Gl的第二端连接至电感L2的第一端，并且陶瓷气体放电管Gl连接防雷保护地线PE ;固体放电管Dl的第一端连接至电感LI的第二端，固体放电管Dl的第二端连接至电感L2的第二端。在本发明的一个示例性实施例中，供桥防雷单元51-54包括供桥防雷电路，如图3中的下部分所示，该供桥防雷电路包括有陶瓷气体放电管和G2、四个电感L3至L6、一个固体放电管D2、以及两个压敏电阻Ml和M2 ;其中，电感L3和电感L4的串联与电感L5和电感L6的串联之间为并联关系；陶瓷气体放电管G2的第一端连接至电感L3的第一端，陶瓷气体放电管G2的第二端连接至电感L5的第一端，并且陶瓷气体放电管G2连接防雷保护地线PE ;固体放电管D2的第一端连接至电感L6的第二端，固体放电管D2的第二端连接至电感L4的第二端；压敏电阻Ml和压敏电阻M2之间为串联，压敏电阻Ml的第一端连接至电感L3和电感L4之间，压敏电阻Ml的第二端连接至压敏电阻M2的第一端，压敏电阻M2的第二端连接至电感L5和电感L6之间，并且压敏电阻Ml的第二端和压敏电阻M2的第一端连接防雷保护地线PE。根据图3所示的防雷电路，该防雷电路中的各元件的具体参数的选择是本领域技术人员根据情况而可以进行调整的，这对于本领域技术人员来说是不需要付出创造性劳动的，因此在此不再对具体参数的选择进行过多的描述。并且，根据发明的一个具体实施例，本发明的技术能够达到技术条件具体如下电源标称工作电压UN=12V ;冲击限制电压输入端用10/700μ s、5KV的模拟雷电波冲击时，输出端测得限制电压 Ub ( 60V ；冲击通流容量用波形8/20 μ s的模拟雷电流波冲击，通流容量大于5ΚΑ ；I.适用速率9· 6kbps ；2.插入损耗最大适用速率内小于O. 5dB ;
3.响应时间小于IOns ；4.工作及贮存条件工作温度-40°C +70°C，贮存-10°C +40°C、相对湿度不大于80% ；5.外壳防护等级GB4208_1993 :IP20。信号I.标称工作电压UN=5V ;2.冲击限制电压输入端用10/700 μ s、5KV的模拟雷电波冲击时，输出端测得限制电压Ub ( IOV ；3.冲击通流容量用波形8/20 μ s的模拟雷电流波冲击，通流容量大于I. 5ΚΑ ；·4.适用速率9. 6kbps ；5.插入损耗最大适用速率内小于O. 5dB ;6.响应时间小于IOns ；7.工作及贮存条件工作温度-40°C +70°C，贮存-10°C +40°C、相对湿度不大于80% ；8.外壳防护等级GB4208-1993 :IP20。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，其包括传感器供桥、至少一个传感器以及数字信号显示装置； 其中，所述至少一个传感器通过各自的供桥防雷单元与传感器供桥连接，并且所述至少一个传感器通过各自的信号防雷单元与数字信号显示装置连接； 所述数字信号显示装置具有传感器信号输入端子以及相应的传感器信号输出端子。
2.根据权利要求I所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述信号防雷单元包括信号防雷电路，该信号防雷电路包括一个陶瓷气体放电管G1、两个电感LI和L2、以及一个固体放电管Dl ； 其中，电感LI与电感L2为并联关系；陶瓷气体放电管Gl的第一端连接至电感LI的第一端，陶瓷气体放电管Gl的第二端连接至电感L2的第一端，并且陶瓷气体放电管Gl连接防雷保护地线PE ;固体放电管Dl的第一端连接至电感LI的第二端，固体放电管Dl的第二端连接至电感L2的第二端。
3.根据权利要求I所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述供桥防雷单元包括供桥防雷电路，该供桥防雷电路包括有陶瓷气体放电管和G2、四个电感L3至L6、一个固体放电管D2、以及两个压敏电阻Ml和M2 ； 其中，电感L3和电感L4的串联与电感L5和电感L6的串联之间为并联关系；陶瓷气体放电管G2的第一端连接至电感L3的第一端，陶瓷气体放电管G2的第二端连接至电感L5的第一端，并且陶瓷气体放电管G2连接防雷保护地线PE ;固体放电管D2的第一端连接至电感L6的第二端，固体放电管D2的第二端连接至电感L4的第二端；压敏电阻Ml和压敏电阻M2之间为串联，压敏电阻Ml的第一端连接至电感L3和电感L4之间，压敏电阻Ml的第二端连接至压敏电阻M2的第一端，压敏电阻M2的第二端连接至电感L5和电感L6之间，并且压敏电阻Ml的第二端和压敏电阻M2的第一端连接防雷保护地线PE。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述数字信号显示装置的相邻的传感器信号输入端子之间分别设置有连接开关。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述数字信号显示装置设置有DC/DC电源�？�。
6.根据权利要求5所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述数字信号显示装置进一步设置有独立电源。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述数字信号显示装置设置有独立电源。
8.根据权利要求4所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述连接开关为手动开关。
9.根据权利要求4所述的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其特征在于，所述连接开关为电动开关。
全文摘要
本发明公开了一种用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，其包括传感器供桥、至少一个传感器以及数字信号显示装置；其中，所述至少一个传感器通过各自的供桥防雷单元与传感器供桥连接，并且所述至少一个传感器通过各自的信号防雷单元与数字信号显示装置连接；所述数字信号显示装置具有传感器信号输入端子以及相应的传感器信号输出端子。由于使用本发明的用于自动轨道衡上的传感器监控、检测系统，可以使得在传感器的安装调试或维修调试过程中的操作相对简单，并且使得传感器的安装调试或维修调试的精度提高，此外具有防雷击的功能。
文档编号G01G23/01GK102840905SQ20121032008
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者姜会增, 白露, 王蕊, 韩俊 申请人:北京华横新技术开发公司
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