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多普勒雷达测速


(一)无源电磁踏板
在一块永久磁铁外绕制 一个绕组构成。车轮通过时, 磁路磁阻的变化导致磁通的 变化,产生感应电动势,其 大小与车速有关。
结构简单,不需电源,维 修工作量小,工作可靠。 但低速时感应电压小,造 成丢轴事故。
(二)有源电磁踏板
变耦合式和变衰耗式两类 1、变耦合式
在一次测加上激励电源,二次侧差动连接 的两绕组感生电动势正好互相抵消,输出为零。 当有车轮经过时,破坏了磁路平衡,两绕组感 生电动势不再相等,有信号输出。
三公分发生 混 f环2器频定 将隔频电形向 振产率离器磁器耦 荡器生为:波:合 器:将混一器 输收只f频个1出:,和 输 勒 (发时发59的的 波 传 部允 率 向 播0出 信3合,隔H大 向 播 分电许 沿 的 ,7差 号z5用完离~部 天 , 送微 箭 方 避磁频M5天成作分 线 将 至0波 头 向 免fH波d0电 方 一 混z线收用功 指 传 反H多。z磁 向 小 频普)
器射,波作对为振混荡频 器的工本作振的输干入。 扰。
三公分发生器:产生一个频率为9375MHz的电磁波。
微型隔离器:只允许微波功率沿箭头指向的方向传播, 避免反射波对振荡器工作的干扰。
定向耦合器:将振荡器输出的大部分电磁波向天线方 向传播,将一小部分送至混频器,作为混频器的本 振输入。
环形器:收发合用天线时,完成收发隔离作用。
雷达天线向运动车辆发射频率为f1的超高频电磁波, 当遇到运动的车辆时反射回的频率变成f2 。
当车辆迎着天线作趋近运动时,f2>f1,反之,f2<f1
定义:多普勒频率fd=| f1- f2|
fd 车辆运动速度之间的关系如下:
fd

2f1v c
cos
式中: f1 雷达天线发射电磁波的频率,
(二)有源电磁踏板
2、变衰耗式
振荡器产生交变电流, 在其周围产生交变电磁场。
当踏板上有车辆通过 时,该交变磁场在车轮中 产生涡流使其发热,振荡 器的能量被消耗而停振, 故没有信号输出。
(二)有源电磁踏板
3、相位调制传感器
接收电路的核心 是同步晶相体敏振解荡调器电产路。 调号时平号无有生频将波圈解号整解相的。车车的、频信。。调接调位相经经正整率号它电收器发位由过弦形为送还路差信 输 生时传信 、 至 作的5号 出 变在K感,号 功 发 为基H与 端 化反器接经 放 送 相准z基 呈 ,相的时收分 后 线 位信高,准 解方信,,电此信 调 电路输出低电平。
点式自动化调速对测速设备的要求: 1、测速距离不小于调速位的长度 2、能连续测量车辆在整个调速位的走行速度。 3、测速精度 4、稳定可靠 5、现场安装满足铁路限界要求。
测速方法:
踏板测速:测量精度与设备数量有关,还与计 时精度有关。调速位区段不便安装,未能推广 应用。
刻槽钢轨测速:在钢轨踏面上等距离地刻一系 列槽,车辆通过时,车轮对槽的撞击产生的噪 声频率与车速成正比。这种测速方法设备简单, 但会损坏钢轨踏面,还会出现其它噪声干扰, 未能推广应用。
当采用3cm雷达时, f1为9375MHz
c 电磁波在空气中传播的速度,即3*108 m / s
v 车辆速度
电磁波与溜放方向夹角, 当很小时,cos 1
v fd / k
k 62.5 / m
DR-50 RADAR
二、雷达测速设备总体结构
雷达测速设备由高频和低频两部分组成。
第六章 驼峰调车自动控制系统的基础设备
计轴、测阻、测重、测速、测长 第一节 车轮传感器
简称踏板,用于检知车辆到达、计轴、判 断车辆运行方向、取代传统轨道电路的作用等。
踏板技术从机械的、光电的、无源永磁发 展到有源电子的。目前使用最多的是电磁踏板。
电磁踏板分为无源电磁踏板和有源电磁踏 板。踏板通常安装在钢轨的一侧。
t1 车轮从TP1到TP2的时间 t2 车轮从TP3到TP4的时间 T 车轮从TP2到TP4的时间
第三节 测重设备
车组重量作为走行阻力的辅助参数。 一、应变电阻测量
两片相互垂直的应变片紧贴 于金属圆片上,粘贴的角度与钢 轨纵轴线成45度角。
圆片装在特制的钢套筒内, 套筒安装于钢轨轨腰的孔中。车 轮压在其上时,剪切应力使应变 片电阻值变化,通过对此变化的 测量求取车辆重量。
W总 i W风 W基
假设测阻区段上,车辆作匀加速运动。测 阻踏板安装如图:
V均1

l t1
V均2

l t2
a V均1 V均2 V均1 V均2
T
L
V均1 V均2
2
V均2 2 V均21 2L
W总


l t2
2


l t1
2g'L
2
激光测速、超声波测速:易受天气影响。
多普勒雷达测速:测速精度高,能连续测量瞬 时速度,受工频干扰小,便于维护,得到广泛 应用。
一、多普勒雷达测速原理
当声源和听觉器官有相对运动时,听觉器官感受 到的声音频率会发生变化,这种现象称为多普勒效应。 频率的变化量与相对运动的速度成正比。
多普勒效应同样也存在于超高频电滋波的传播中, 多普勒雷达就是利用多普勒效应测速的。
混频器:将f1和f2电磁波混频,输出差频fd多普勒信号 (50Hz~500Hz)。
8mm(35.1GM)多普勒测速雷达设备框图
二、压磁传感器测重
压磁重力传感器 是一只特殊的变压器,铁心用冷轧硅钢片粘合构
成。在变压器铁心上开四个与铁心中心对称的穿线孔, 在对角线上的两个孔分别绕制激磁线圈和测量线圈。 当车轮压在传感器上时,垂直方向导磁率下降,磁阻 增加,磁力线发生形变,在二次线圈中感生出与压力 成正比的电动势。
第四节 测速设备
第二节 测阻设备
通过测量车辆加速度的方法实现测阻。
由列车牵引计算得车辆运行阻力W与运动
加速度a成正比。
WБайду номын сангаас

a g'
我国计算g '的通用公式为:
g'
g
1 420n
Q
其中, g 重力加速度,以9.81m / s2
n 计算车辆的轴数
Q 计算车辆的总重量。
直线测阻区段的总阻力包括基本阻力,风阻 力,和坡度的当量阻力i
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