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专利名称：一种实时检测货车车厢间隔的装置的制作方法
技术领域：
实时检测货车车厢间隔的装置属于铁路货车检查系统领域，尤其涉及在户外恶劣环境下，检查正在行驶中的货车车厢间隔的领域。
单纯的光电传感器对于一般物体可给出到达特定位置的信号，而当几个复杂物体先后顺序到达特定位置时，则不能准确地将几个复杂物体区分开。行驶中的铁路货车的各个车厢就是这类复杂物体。激光测量系统虽然可通过确定物体的轮廓线而将物体区分开，但一般不能适应低于-35℃的户外环境，而且是进口的，价格贵。
使用证明它可达到预期目的。
图2、光电传感器安装位置俯视图。
图3、光电传感器安装侧视图。
图4、光电传感器在保温罩中的安装示意图。
图5、信号处理电路的原理性框图。
图6、程序流程图。
图7、信号波形图。
再见图45是型号为E310的保温罩内部的加热和散热系统及其电路，6是保温罩的玻璃罩，光电传感器4发出的红外线可通过保温罩的玻璃端面，7、8分别是光电传感器4的和保温罩的电源线、信号线的引出线。
请见图5三个传感器4即G1、G2和G3的输出信号分别输入到型号为西门子的S7-200系列的PLC224可编程控制器的的数字信号输入端I00、I0.1和I0.2。输出的车厢间隔信号通过可编程控制器PLC224的数字输出端Q0.0连接到采集机的型号为PCL725的I/O卡的数字输入端DI1。然后再由采集机送往图像处理系统。
本实用新型提出的实时检测货车车厢间隔的装置的工作流程图和信号波形处理过程图见图6和图7。
为了解决车厢底盘上的空隙问题，在软件中把10cm以下的缝隙忽略，见图7的波形c。
另外还通过对缝隙或小孔屏蔽来防止对车厢间隔信号的干扰一旦得到一个车厢间隔信号，在一定的货车行走距离也即5m内禁止发送车厢间隔信号，以便对此5m内的缝隙可能引起的假间隔信号起到了屏蔽作用。而且由于5m的距离是比车厢长度小的，因此也不会漏发真正的车厢间隔信号。
车厢之间的网格状空隙，其总的连接长度可达6m，而且网格的空隙也超过10cm，若此时只作上述即5m的货车行走距离内禁止发送车厢间隔信号，两个车厢之间就会给出许多车厢间隔信号。为此，每当发出一个车厢间隔信号后，在其后5m不仅禁止发送车厢间隔信号，而且如在5m内遇到一个空隙信号，则重新以此空隙位置为起点，其后5m禁止发送车厢间隔信号。图7中，10为被一节车厢挡住的波形，11为缝隙的波形，12为车厢间遮挡物的波形。a为光电传感器4得到的原始信号，高电平表示有物体挡住光路；b的高电平是由a的下降沿触发得到的，低电平是由a的上升沿触发得到的，是为了便于处理而变换的；c为剔除毛刺即10cm以下的缝隙后的信号；d为车厢间隔信号的允许发送信号，在间隔信号之后5m允许发送，如果5m之内遇到另外的间隙，则以新的间隙为起点，在此之后5m允许发送；e为车厢间隔信号，由信号c和d相与后再展宽得到；f为最终的车厢间隔信号，由e向后延0.70m而得。实际的时间间隔由距离除以所测得的火车速度而得。
由此可见，它通过采用对射式光电传感器，并把发射端和接收端分别安装在铁轨路基和检测通道的天花板上，以使其光路垂直于车厢底盘，以及利用可编程控制器进行判断处理，实现了对车厢间隔的实时检测。另外，通过把光电传感器加保温罩使之适应低于-35℃的室外工作环境。
权利要求1.实时检测货车车厢间隔的装置，含有光电传感器和信号处理电路，其特征在于它含有分别垂直于铁轨方向地安装在两个轨道之间的地基上和一根轨道外侧的地上，且靠近检测面的按3取2冗余设计的三个光电传感器的发射器、垂直方向地安装在上述位置上方但固定在检测通道天花板上的三个光电传感器的接收器、分别安装在上述光电传感器发射器和接收器上且带有温度自动控制器的保温罩以及用可编程控制器构成的信号处理电路。
2.根据权利要求1所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的光电传感器各自均安装在入境方向上距检测面700mm处。
3.根据权利要求1所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的安装在两个轨道之间地基上的两个传感器分别距离轨道150mm和200mm，而在轨道外侧的地上的传感器位于离开和距离150mm的光电传感器的那根轨道为200mm处。
4.根据权利要求1所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的安装在上述保温罩内的温度自动控制器的启动加热温度为-5℃，散热风扇动作温度为40℃。
5.根据权利要求1所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的带温度自动控制器的保温罩的型号为E310。
6.根据权利要求1所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的光电传感器的型号为GT-10S。
7.根据权利要求1所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的用可编程控制器构成的信号处理电路由接收上述三个光电传感器输出信号的可编程控制器和接收可编程控制器输出信号并送到采集机的I/O卡构成。
8.根据权利要求1或7所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的可编程控制器的型号为S7-200系列的PLC224。
9.根据权利要求1或7所述的实时检测货车车厢间隔的装置，其特征在于所述的I/O卡的型号为PCL725。
专利摘要实时检测货车车厢间隔的装置属于铁路货车检查系统领域，其特征在于它含有分别垂直于铁轨方向地安装在铁轨间地基上和一侧轨道外侧的地上且靠近入境方向检测面的按3取2冗余设计的三个光电传感器的发射器，垂直方向地安装在上述位置上方但固定在检测通道天花板上的三个光电传感器的接收器，分别安装在上述光电传感器发射器和接收器上且带有温度自控器的保温罩，以及用可编程控制器构成的信号处理电路。所述温度自控器的启动加热的温度为－5℃，散热风扇的启动温度为40℃。它用对射式光电传感器实现了对货车车厢的实时检测。同时也借助于光电传感器上的保温罩实现了对低于－35℃的室外工作环境的适应。
文档编号G01M17/08GK2567561SQ0223525
公开日2003年8月20日 申请日期2002年5月24日 优先权日2002年5月24日
发明者张玉爱, 丛鹏, 刘锡明, 谈春明, 吴志芳, 苗积臣, 周立业, 向新程, 安继刚 申请人:清华大学