一种磁悬浮列车的测速系统的制作方法

本实用新型涉及轨道交通领域，特别是涉及一种磁悬浮列车的测速系统。

背景技术：

磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。磁悬浮列车的安全运行和自动控制系统需要及时准确的获取磁悬浮列车的速度信息。传统列车测速系统为轮轴测速系统，由于磁悬浮列车没有车轮，因此本磁悬浮列车测速方法采用枕轨计数法，测量简单易操作。

现有的磁悬浮测速方案使用车载计算机作为控制单元，响应速度有限且体积较大需要额外安装。本发明主控单元采用了可编程逻辑控制门阵列(fieldprogrammablegatearray，简称fpga)和精简指令集计算机(advancedriscmachine，简称arm)组合成的中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)作为控制单元。本实用新型的控制单元可以实现完全板载，控制单元的响应速度达到微秒级。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是要提供一种磁悬浮列车的测速系统，测量方法简单易操作。

本实用新型一个进一步的目的是控制单元可以实现完全板载，控制单元的响应速度达到微秒级。

本实用新型另一个进一步的目的是降低系统各部分的相互干扰。

特别地，本实用新型提供了一种磁悬浮列车的测速系统，包括：传感器阵列，安装在磁悬浮列车上，用于对磁悬浮列车的运行轨道的轨枕进行无接触感应；机箱，限定出一容纳腔；和传感信号处理器，布置于容纳腔内，与传感器阵列以及外部的牵引系统和制动系统相连，以接收传感器阵列的信号，并向牵引系统和制动系统分别发送速度信号。

进一步地，传感器阵列包括：惯性传感器，配置成测量磁悬浮列车的加速度；和磁感应传感器，配置成感应轨枕。

进一步地，传感信号处理器包括：输入板，与传感器阵列连接；微机板，与输入板连接；输出板，与微机板以及外部的牵引系统、制动系统连接。

进一步地，输入板包括：数字信号隔离模块，与磁感应传感器连接；模拟信号隔离模块，与惯性传感器连接；自检模块，与微机板连接。

进一步地，微机板包括：可编程逻辑控制门阵列芯片，与数字信号隔离模块以及自检模块连接；模数转换芯片，与模拟信号隔离模块以及可编程逻辑控制门阵列芯片连接；精简指令集处理芯片，与可编程逻辑控制门阵列芯片连接。

进一步地，可编程逻辑控制门阵列芯片和精简指令集处理芯片组合成的中央处理器作为测速系统的控制单元。

进一步地，输出板包括：零速信号输出模块，连接精简指令集处理芯片；速度信号输出模块，连接精简指令集处理芯片；方向信号输出模块，连接精简指令集处理芯片。

进一步地，微机板还包括：故障报警接口，与精简指令集处理芯片以及外部的列控系统连接；can通信接口，与精简指令集处理芯片以及外部的列控系统连接。

进一步地，测速系统还包括：电源板，布置与容纳腔内，其包括：直流电源转换模块，与外部的列车供电系统连接；三个电压隔离模块，与直流电源转换模块相连，配置成分别向输入板、微机板和输出板供电。

进一步地，测速系统还包括：诊断板，布置于容纳腔内，配置成对测速系统进行故障诊断。

本实用新型通过在磁悬浮列车上安装传感器阵列以对磁悬浮列车进行测速。在机箱内限定出一容纳腔，在容纳腔内布置传感信号处理器，与传感器阵列以及外部的牵引系统和制动系统相连，以接收传感器阵列的信号，并向牵引系统和制动系统分别发送速度信号，以对磁悬浮列车的速度进行控制。通过设置传感器阵列对磁悬浮列车的速度的测量，再向磁悬浮列车的牵引系统和制动系统发送信号，本实用新型的方法简单易操作。

进一步地，本实用新型通过fpga和arm组成cpu作为控制单元，将传感器阵列采集的的信号进行处理、自检以及故障报警，并可以实现完全板载，控制单元的响应速度达到微秒级，响应迅速。

进一步地，本实用新型设置有三个电压隔离模块，与直流电源转换模块相连，并配置成分别向输入板、微机板和输出板供电，采用独立供电设计，按功能设计多块电路板并为每一块电路板单独供电，降低了系统各个部分的相互干扰。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的磁悬浮列车的测速系统的示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的磁悬浮列车的测速系统的示意图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的磁悬浮列车的测速系统的示意图。参见图1，本实用新型提供一种磁悬浮列车的测速系统。测速系统可包括传感器阵列100、机箱200和传感信号处理器260。

传感器阵列100可安装在磁悬浮列车上，可用于对磁悬浮列车的运行轨道的轨枕700进行无接触感应。轨枕700为传感器阵列100的检测对象。

机箱200可限定出一容纳腔。

传感信号处理器260可布置于容纳腔内，可与传感器阵列100以及外部的牵引系统300和制动系统400相连，以接收传感器阵列100的信号，并向牵引系统300和制动系统400分别发送速度信号。

本实用新型通过在磁悬浮列车上安装传感器阵列100以对磁悬浮列车进行测速。在机箱200内限定出一容纳腔，在容纳腔内布置传感信号处理器260，与传感器阵列100以及外部的牵引系统300和制动系统400相连，以接收传感器阵列100的信号，并向牵引系统300和制动系统400分别发送速度信号，以对磁悬浮列车的速度进行控制。通过设置传感器阵列100对磁悬浮列车的速度的测量，再向磁悬浮列车的牵引系统300和制动系统400发送信号，本实用新型的方法简单易操作。

图2是根据本实用新型一个实施例的磁悬浮列车的测速系统的示意图。参见图2，传感器阵列100可包括惯性传感器120和磁感应传感器110。惯性传感器120可配置成测量磁悬浮列车的加速度。磁感应传感器110可配置成感应轨枕700。

参见图2，传感信号处理器260包括可输入板210、微机板220和输出板230。

输入板210可与传感器阵列100连接。输入板210采集传感器阵列100的信号，将采集到的信号进行隔离处理并发送，以将传感器阵列100和测速系统的其他电路板电气隔离，消除传感器阵列100与电路板的相互干扰，并发出自检信号。

微机板220可与输入板210连接。微机板220接收输入板210发出的信号，将信号及时转换为控制信号并传输控制信号，并发送故障信号。

输出板230可与微机板220以及外部的牵引系统300、制动系统400连接。输出板230接收微机板220发出的控制信号，将微机板220发出的控制信号转化为相应规格的速度信号。外部的牵引系统300和制动系统400，接收输出板230发出的速度信号，具体地，速度信号可为110v速度信号，以控制磁悬浮列车的速度。在另一些实施例中，外部的牵引系统300和制动系统400还可以接收输出板230发出的零速信号和方向信号。

参见图2，输入板210可包括数字信号隔离模块211、模拟信号隔离模块212和自检模块。

数字信号隔离模块211与磁感应传感器110连接。数字信号隔离模块211对磁感应传感器110的信号经行隔离，并将数字信号发送给微机板220。

模拟信号隔离模块212可与惯性传感器120连接。模拟信号隔离模块212对惯性传感器120信号经行隔离，并将模拟信号发送给微机板220。

自检模块与微机板220连接。自检模块为测速系统提供采样功能的自检信号。

参见图2，微机板220可包括可编程逻辑控制门阵列芯片222、模数转换芯片221和精简指令集处理芯片224。

可编程逻辑控制门阵列芯片222可与数字信号隔离模块211以及自检模块连接。模数转换芯片221可与模拟信号隔离模块212以及可编程逻辑控制门阵列芯片222连接。精简指令集处理芯片224可与可编程逻辑控制门阵列芯片222连接。

参见图2，微机板220还可包括故障报警接口223和can通信接口225。故障报警接口223可与精简指令集处理芯片224以及外部的列控系统600连接。can通信接口225与精简指令集处理芯片224以及外部的列控系统600连接。本实用新型通过fpga和arm组成cpu作为控制单元，将传感器阵列100采集的的信号进行处理、自检以及故障报警，并可以实现完全板载，控制单元的响应速度达到微秒级，响应迅速。

参见图2，可编程逻辑控制门阵列芯片222和精简指令集处理芯片224组合成的中央处理器可作为测速系统的控制单元。

参见图2，输出板230可包括零速信号输出模块231、速度信号输出模块232和方向信号输出模块233。零速信号输出模块231可连接精简指令集处理芯片224。速度信号输出模块232可连接精简指令集处理芯片224。方向信号输出模块233可连接精简指令集处理芯片224。

参见图2，测速系统还可包括电源板布置与容纳腔内。电源板作用是为输入板210、微机板220和输出板230隔离供电，减低电路不同部分造成的相互干扰。

电源板可包括直流电源转换模块和三个电压隔离模块。直流电源转换模块可与外部的列车供电系统500连接。外部的列车供电系统500为磁悬浮列车提供110v直流电。直流电源转换模块可设置为110v转24v模块，将列车供电系统500提供的110v直流电转换为24v直流电。

三个电压隔离模块可与直流电源转换模块相连，可配置成分别向输入板210、微机板220和输出板230供电。三个电压隔离模块可为输入板210或微机板220或输出板230隔离供电。采用独立供电设计，按功能设计多块电路板并为每一块电路板单独供电，降低了系统各个部分的相互干扰。

参见图2，测速系统还可包括诊断板250。诊断板250可布置于容纳腔内，可配置成对测速系统进行故障诊断。诊断板250包括诊断模板251。机箱200内装载了电源板、诊断板250、输入板210、微机板220和输出板230，可起到保护电路板的作用。

本实用新型中的传感器阵列100、列车供电系统500、牵引系统300、制动系统400和列控系统600均为磁悬浮列车其他车载系统。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

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