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技術(shù)文章
加速度計(jì)在鐵路中的廣泛應(yīng)用
閱讀次數(shù):8917 發(fā)布時(shí)間:2015/8/24 14:26:40
特性
產(chǎn)品的款應(yīng)用范圍 ±1g 至 ±200g
慣性、振動(dòng)和地震傳感器
擴(kuò)展的帶寬 (DC 至>1kHz @ -5%)
出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性
惡劣環(huán)境(沖擊,振動(dòng),溫度)
安全關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用
介紹
未來的列車系統(tǒng)將會(huì)集成越來越高的高科技技術(shù),用以引導(dǎo)和控制車輛,減少維修費(fèi)用和便于維修規(guī)劃,同時(shí),提高乘客和駕駛員的安全性和舒適性。因此,種類繁多的傳感器必會(huì)不斷納入現(xiàn)代化的火車中。
這些傳感器的一大部分是加速度計(jì),它們可以檢測(cè)和測(cè)量各種形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng),包括慣性力(加速度)、傾斜、振動(dòng)和沖擊。所應(yīng)用的各種不同技術(shù),如電容式、壓電式或壓阻之間互相競(jìng)爭(zhēng),以提供*佳的解決方案。然而,這些不同的傳感器的技術(shù),提供不同級(jí)別的性能,而的顯然是電容產(chǎn)品,它們有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性和精度度。
Colibrys的加速度計(jì)是基于硅MEMS的電容式傳感器。MEMS制造工藝過程中提供了一個(gè)替代傳統(tǒng)的宏觀尺度的加工和裝配技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)源于微電子產(chǎn)業(yè),并與集成電路(IC)和特定的MEMS加工工藝的技術(shù)相結(jié)合,研制生產(chǎn)出微觀機(jī)械結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。
對(duì)于低中頻的測(cè)量(典型值可達(dá)1kHz @5%),電容的方法比其它技術(shù)在長(zhǎng)期的可靠性、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、信號(hào)噪聲、魯棒性、尺寸和功耗上有更高的性能。鐵路技術(shù)中的運(yùn)動(dòng)傳感器運(yùn)動(dòng)傳感器在鐵路技術(shù)領(lǐng)域的各種應(yīng)用。典型例子如下:
轉(zhuǎn)向架安全性和舒適度的監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)
提高乘客舒適性的高速列車傾斜控制系統(tǒng)
磁懸浮列車的位置監(jiān)控
控制系統(tǒng)
健康與使用監(jiān)控系統(tǒng)(HUMS)
運(yùn)輸過程中的震動(dòng)監(jiān)測(cè)
精確的列車定位
鐵路軌道安全和維護(hù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
應(yīng)用說明
鐵路技術(shù)中的colibrys加速度計(jì)
據(jù)報(bào)道,有許多將運(yùn)動(dòng)傳感器產(chǎn)品用于鐵路技術(shù)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。Colibrys的MEMS電容式加速度計(jì)已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到他們?cè)趷毫迎h(huán)境下的高可靠性,并已成功地獲得了鐵路安全關(guān)鍵應(yīng)用的資格。
列車上的MEMS電容式加速度計(jì)的*新和*重要的資格,是在*新一代的德國(guó)ICE高速列車上的傾斜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。西門子公司已開發(fā)出一種轉(zhuǎn)向架監(jiān)測(cè)系統(tǒng),檢測(cè)范圍內(nèi)軸承、傳動(dòng)軸、剎車或輪子的磨損和識(shí)別任何潛在的轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定,可能會(huì)引發(fā)的事故。這是由西門子交通有史以來設(shè)計(jì)和制造的個(gè)轉(zhuǎn)向架監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這種高度創(chuàng)新的轉(zhuǎn)向架監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用每車廂24個(gè)Colibrys傳感器,有些則每車安裝200個(gè)傳感器。*早的三列列車已在2010年生產(chǎn),*終系統(tǒng)的資格將在2011年被認(rèn)定。
擺式列車是另一個(gè)完善的應(yīng)用。因?yàn)樗鼈円言谠S多能成功整合電容式加速度計(jì)的國(guó)家應(yīng)用了好多年了。
Colibrys用于鐵路的不同類型的加速度計(jì):
•VS9000 Colibrys專為振動(dòng)傳感需要的產(chǎn)品,寬帶寬,可擴(kuò)展的g范圍,體積小,專用信號(hào)調(diào)節(jié)。通常該系列產(chǎn)品覆蓋全±2g到±200g的全量程,并提供從DC到1 kHz條件下恒定的頻率響應(yīng)(<5%的變化)。
•MS9000 產(chǎn)品系列是專為需要長(zhǎng)期穩(wěn)定性的慣性傳感器。
•SiFlexTM 是世界上級(jí)別的地震傳感器,廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)例如橋梁和鐵軌的振動(dòng)評(píng)估。
工作原理
VS9000和MS9000傳感器工作于單一的電源電壓(2.5V和5.5V之間),電流消耗很低(<0.5mA,5V時(shí))。在電源電壓為5V的全加速度范圍內(nèi),輸出的是一個(gè)在0.5V和4.5V之間變化的比例的模擬電壓。它需要一個(gè)穩(wěn)定的電源,因?yàn)槿魏尾环(wěn)定的會(huì)直接傳輸?shù)捷敵觥?/p>
該傳感器是完全一體化的,封裝在一個(gè)20引腳LCC標(biāo)準(zhǔn)陶瓷外殼LCC20中,從而確保了充分的密封性。工作溫度范圍在-55°C至+125°C,能不降低性能的情況下承受6‘000g沖擊。若需要進(jìn)一步的技術(shù)信息,請(qǐng)參閱相關(guān)的產(chǎn)品文件和規(guī)格。
總結(jié)
MEMS電容式加速度計(jì)是大多數(shù)國(guó)家快速增長(zhǎng)的高速列車鐵路市場(chǎng)的*佳人選,并且新一代高速列車的配置將需要越來越多車載安全控制設(shè)備,這就是需要可靠和高精度的加速度計(jì)。
Colibrys 是你明智的合作伙伴,為您的鐵路應(yīng)用提供和足夠的加速度計(jì)。
原創(chuàng)作者:深圳市賽德力檢測(cè)設(shè)備有限公司
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