铁道测长信号数字处理测量设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种铁道测长信号数字处理测量设备，包括：信号激励源、电源防雷器、信号变换与传感电路、信号防雷保安器、信号隔离与调理电路、多路模拟信号转换器、铁道测长信号采样保持与A/D转换电路，以及微处理单元。该设备通过多个器件隔离、滤除干扰信号；并且，通过频谱分析技术来彻底滤除工作频率外的所有干扰信号，从而提高了测量性能；可以为铁道控制系统提供准确的调车线空闲长度，减少调车线内“天窗”和超速连挂的情况发生。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种铁道测长信号数字处理测量设备。
技术介绍
铁道测长设备用于测量调车线的空余长度。控制系统根据此长度控制车辆进入调车线的速度，使车辆能够在调车线内安全连挂。铁道测长设备也是编组站调度信息管理系统的一种信息采集设备，用于掌握编组线的应用情况。随着铁路建设的不断发展，电力机车及电化区段应用越来越普遍，电气化牵引变电设备已经广泛安装到了铁路站场内。电气化干扰对铁道测长设备影响也越来越严重，造成测长设备测量不准。目前的测长设备主要有以测量阻抗电抗为基本原理的变换频率法测长设备和以测量阻抗模值为基本原理的电压幅值法测长设备。前者信号功率小，在电化区段应用越来越普遍的电磁环境下无法正常工作，后者在信号处理过程中不能有效地区分有用信号和干扰噪声，造成测量不准确。另外，以上设备共同存在以下问题：当电气化干扰严重时甚至会造成测长设备被损坏的情况。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种铁道测长信号数字处理测量设备，可以减少外部干扰对测量过程的干扰，从而提高测量性能。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种铁道测长信号数字处理测量设备，包括：依次连接的信号激励源、电源防雷器、信号变换与传感电路、信号防雷保安器、信号隔离与调理电路、多路模拟信号转换器、铁道测长信号采样保持与A/D转换电路，以及微处理单元。所述信号变换与传感电路包括：电源隔离变压器、电抗器与传感隔离变压器；所述电源隔离变压器与电抗器相连，电抗器与测长轨道电路相连，传感隔离变压器与轨道电路相连；所述传感隔离变压器变比为1：1。其中，每个测长轨道电路上均设有一个电源隔离变压器与一个电抗器。所述信号隔离与调理电路包括：依次连接的信号隔离变压器、电涌抑制器与低通滤波器；其中，所述低通滤波器，高频截止频率为500Hz，增益为1。所述铁道测长信号采样保持与A/D转换电路包括：相互连接的采样保持器与模数转换器；其中，一个采样保持器采集一路铁道测长信号；一个A/D转换器对应一个采样保持器，A/D转换器输入电压范围最大±10V，分辨率至少12BIT，A/D转换速度100KHz以上。该设备还包括：与微处理单元相连的计算机终端设备，以及与微处理单元相连的通信接口。由上述本技术提供的技术方案可以看出，该方案解决了在电化区段应用越来越普遍的电磁环境下测量不准确，甚至无法正常工作的问题，通过减少外部干扰对测量过程的影响，从而提高测量设备的性能。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本技术实施例提供的铁道测长信号数字处理测量设备的结构示意图。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。本技术实施例提供一种铁道测长信号数字处理测量设备，其主要包括：信号激励源、电源防雷器、信号变换与传感电路、信号防雷保安器、信号隔离与调理电路、多路模拟信号转换器、信号采样保持与A/D转换电路，以及微处理单元；此外，还包括：计算机终端设备，以及通信接口。上述各个单元之间的连接关系如图1所示，信号激励源、电源防雷器、信号变换与传感电路、信号防雷保安器、信号隔离与调理电路、多路模拟信号转换器、信号采样保持与A/D转换电路，以及微处理单元依次连接，而计算机终端设备与通信接口均分别与微处理单元连接。为了便于理解，下面针对各个器件的功能及用途进行详细的说明。1、信号激励源，用于将输入电源转换成铁道测长工作的电源。示例性的，如果输入电源为AC220V/50Hz，则转换成AC220V/(175Hz//60HZ/75HZ/25HZ)铁道测长工作电源；信号激励源在整个设备中仅设置一个。2、电源防雷器，用于阻止雷电对信号激励源电子设备的损坏，并将信号激励源的输出信号向外传输。同时，设备中也仅设置一个电源防雷器。3、信号变换与传感电路，用于隔离信号激励源与测长轨道电路以及均衡测长轨道电路电流，还用于隔离测量设备与测长轨道电路，并将获得的铁道测长信号向外传输。具体来说：所述信号变换与传感电路包括：电源隔离变压器、电抗器与传感隔离变压器；所述电源隔离变压器与电抗器相连，电抗器与测长轨道电路相连，传感隔离变压器与轨道电路相连；其中：所述电源隔离变压器，用于隔离信号激励源的输出信号与测长轨道电路直接电气连接，并输出安全电压；所述电抗器与测长轨道电路连接，用于均衡测长轨道电路的电流，在轨道测量区段长度变化范围内，输送到轨道电路的电流变化小于10％，近似恒流输出，每个测长轨道电路上均设有一个电源隔离变压器与一个电抗器。所述传感隔离变压器，用于在获得铁道测长信号后隔离铁道测长信号与轨道电路直接电气连接，变比为1：1。4、所述信号防雷保安器，用于阻止雷电对测量设备的损坏，并将所述铁道测长信号向外传输。5、所述信号隔离与调理电路，用于防止外部包括直流的电气化干扰通过传输线路进入测量设备、防止瞬间外部高电压的干扰可能造成测量设备的损坏，以及对所述铁道测长信号进行滤波处理，以抑制各种干扰信号的影响。具体来说：所述信号隔离与调理电路包括：依次连接的信号隔离变压器、电涌抑制器与低通滤波器；其中：信号隔离变压器，用于防止外部包括直流的电气化干扰进入测量设备；所述电涌抑制器，用于防止瞬间外部高电压的干扰可能造成测量设备的损坏；所述低通滤波器，用于对所述铁道测长信号进行滤波处理，以抑制各种干扰信号对采样处理的影响；其高频截止频率为500Hz，增益为1。6、多路模拟信号转换器，用于将滤波后的多路铁道测长信号分时输送到铁道测长信号采样保持与A/D转换电路。示例性的，本实施例中，可设置32路模拟信号转换器，则可对应32个测长轨道电路区段。7、所述铁道测长信号采样保持与A/D转换电路，用于采集每一路铁道测长信号瞬时电压值并保持到A/D转换完成，所述的A/D转换即为将铁道测长信号转换为相应的数字信号。具体来说：所述铁道测长信号采样保持与A/D转换电路包括：相互连接的采样保持器与模数转换器；其中：所述采样保持器，用于采集每一路铁道测长信号瞬时电压值并保持到A/D转换完成；其中，一个采样保持器对应采集一路铁道测长信号；所述A/D转换器，用于将铁道测长信号转换为相应的数字信号；其中，一个A/D转换器对应一个采样保持器，A/D转换器输入电压范围最大±10V，分辨率至少12BIT，A/D转换速度100KHz以上。8、微处理单元，用于对输入的数字信号进行频谱特性分析，获得相应的铁道测长数据。本实施例中，所述微处理单元相连对输入的数字信号进行频谱特性分析时，需要进行波形采样；采样频率fs应当大于Nyquist频率。设计每个通道采样率为fs≥1024Hz。由于信号激励电源频率和计算机晶体振荡频率可能产生漂移，造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁道测长信号数字处理测量设备，其特征在于，包括：依次连接的信号激励源、电源防雷器、信号变换与传感电路、信号防雷保安器、信号隔离与调理电路、多路模拟信号转换器、铁道测长信号采样保持与A/D转换电路，以及微处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种铁道测长信号数字处理测量设备，其特征在于，包括：依次连接的信号激励源、电源防雷器、信号变换与传感电路、信号防雷保安器、信号隔离与调理电路、多路模拟信号转换器、铁道测长信号采样保持与A/D转换电路，以及微处理单元。2.根据权利要求1所述的一种铁道测长信号数字处理测量设备，其特征在于，所述信号变换与传感电路包括：电源隔离变压器、电抗器与传感隔离变压器；所述电源隔离变压器与电抗器相连，电抗器与测长轨道电路相连，传感隔离变压器与轨道电路相连；所述传感隔离变压器变比为1：1；其中，每个测长轨道电路上均设有一个电源隔离变压器与一个电抗器。3.根据权利要求1所述的一种铁道测长信号数字处理测量设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙占岭，闵文龙，姜璐，谢亮，刘武，李冰，侯晓鹏，白鹏，栗学人，沃华欧，徐万安，史绚，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院通信信号研究所，中国铁道科学研究院，北京市华铁信息技术开发总公司，北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11