測速設備

測速設備

測速設備(car velocity measuring device)是指在駝峰車場內測量車輛溜放速度的設備。在以車輛減速器為調速工具的自動化駝峰中,是一種配套設備。從20世紀50年代中期開始,使用雷達來測量駝峰車輛的溜放速度,測速原理以都卜勒效應為依據。

基本信息

簡介

測速設備(car velocity measuring device)是指在駝峰車場內測量車輛溜放速度的設備。在以車輛減速器為調速工具的自動化駝峰中,是一種配套設備。從20世紀50年代中期開始,使用雷達來測量駝峰車輛的溜放速度,測速原理以都卜勒效應為依據。雷達天線面向運動中的車輛發射一定頻率的電磁波,並接收車輛反射回來的電磁波,用發射頻率與接收頻率之差來確定車輛的溜放速度。當前世界各國鐵路駝峰上使用的測速雷達,其波長多數在3cm左右。根據測得的車輛溜放速度,自動控制車輛減速器的動作,使之及時對車輛自動進行制動或緩解。

測速技術

城市軌道交通中,列車的速度信息起著至關重要的作用。

已知列車的的即時速度信息,可以計算列車位置信息,並將速度信息和位置信息送到控制中心,根據全線的列車運行情況,控制中心生成相應的控制命令下達給各列車和沿線地面設備;列車根據接收到的控制命令,結合列車的速度信息、位置信息、線路地理條件和列車自自身狀況等信息,對列車進行具體控制,從而保證最佳的運行狀態。

車輛系統的穩定性也在很大程度上取決於它所採集到的速度信號的可靠性和精度,而所採集的速度信號包括當前速度值和速度的變化量。

在列車的牽引控制、車輪滑動保護、列車控制、和車門控制過程中都要涉及到速度信號的採集問題。可見速度信息的測量和反映精確與否直接關係到列車運行的質量,這個任務是由許許多多的速度測量設備來完成的。

測速發電機

測速發電機通常會安裝於車輪外側,包括一個齒輪和兩組帶有永久磁鐵的線圈,齒輪固定在機車輪軸上,隨車輪轉動,線線圈固定在軸箱上。輪軸轉動,帶動齒輪切割磁力線,線上線圈上產生感應電動勢,其頻率與列車速度(齒輪的轉速)成正比。

這樣列車的速度信息就包含在感應電動勢的頻率特徵里,經過頻率電壓變化後,把列車實際運行的速度變換為電壓值,通過測量電壓的幅度得到速度值。

輪軸脈衝速度感測器

在軌道交通中,基於輪軸脈衝速度感測器的列車測速定位方法是較為常用的方法。輪軸脈衝速度感測器是通過測量測速輪對的轉速脈衝來計算列車的速度。

設測速輪對轉一圈速度感測器輸出N個脈衝,測速輪對的直徑為D,這樣只需測量輸出脈衝的頻率就可以計算測速輪對的輪周線速度,如果輪對與鋼軌接觸面上的點與鋼軌之間沒有相對運動,那么這個輪周線速度就是列車沿軌道方向的線速度。

輪軸脈衝速度感測器即是通過在軸承蓋上安裝信號發生器,對車輪旋轉計數。車輪每旋轉一周,發生器輸出一定數量的脈衝或方波信號,對信號發生器輸出信號計數,測出脈衝或方波的頻率即可得出列車運行的速度。

都卜勒雷達

普勒雷達測速是一種直接測量速度和距離的方法。

在列車上安裝都卜勒雷達,始終向軌面發射電磁波,由於列車和軌面之間有相對運動,根據都卜勒頻移效應原理,在發射波和反射波之間產生頻移,通過測量頻移就可以計算出列車的運行速度,進一步計算出列車運行的距離近年來都卜勒雷達測速的技術發展日趨成熟測速精度不斷提高、雷達趨於小型化和實用化,為實際套用提供了基礎。

由於列車在運動過程中會產生都卜勒效應,所以檢測到信號的反射頻率與發射的信號頻率必然存在一定的差異性。如果列車在前進狀態,反射的信號頻率會高於發射信號頻率;反之,則低於發射信號頻率。而且,列車運行的速度越快,兩個信號之間頻率差距越大。通過測量兩個信號之間的頻率差就可以獲取列車的運行方向和即時的運行速度。

都卜勒雷達測速法對列車測速的精度和頻率要求都比較高,但是由於採用該測速法的設備通常比較複雜,容易受到地麵條件的制約,如地面不夠光滑會導致電波散射現象較為嚴重,加大測量難度,同時影響了測量的準確性。它能成功克服脈衝速度感測器車輪磨損、空轉、打滑等造成的誤差,而且可以持續測速。

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