CN105172840A - 一种电路板及道岔密贴检测装置和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板及道岔密贴检测装置和检测方法，涉及电子器件及轨道交通技术领域。包括权利要求1的电路板，所述电路板上还设置有电感传感器、微控制器，所述电路板灌封在灌胶封装盒内，所述电感传感器通过印制在电路板上的线圈感应尖轨和基本轨的间距信号，并将获得的信号传送给所述微控制器，所述微控制器将处理后的信号通过有线通信模块或无线通信模块传送给上层控制单元。本发明将线圈、电感传感器、微控制器集成在一块1-2mm厚的电路板上，并灌封在灌胶封装盒内，其结构紧凑，体积小、集成度高、可靠性高，可在水、油、灰尘、污染物环境下工作,适用于室外道岔安装环境。

Description

一种电路板及道岔密贴检测装置和检测方法

技术领域

本发明涉及电子器件及轨道交通技术领域，尤其涉及一种电路板及道岔密贴检测装置和检测方法。

背景技术

目前在我国使用的道岔密贴检测装置主要为德国西门子公司生产的密贴检查器和中国铁路通信信号集团公司JM1型密贴检查器。两款产品均安装在第一、二牵引点间基本轨底部或通过长连杆连接到轨外的独立基座，只能对尖轨与基本轨的密贴是否到位给出“通”与“不通”的“开关”信号，不能反映密贴时间隙变化。专利201410137025.6，给出一中一种基于电磁涡流激励采集的道岔尖轨密贴形变装置，具有非接触、不受油污等介质的影响等优点。但是该装置采用数个分离线圈的方式，环境耐受性差，易损坏，结构复杂，安装受限且成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电路板及道岔密贴检测装置和检测方法，将线圈、电感传感器、微控制器集成在一块1-2mm厚的电路板上，结构紧凑，寿命长，成本低，并采用灌胶封装形式进行封装，其环境耐受性好，通过电感传感器测量基本轨与尖轨的间距的变化过程，来判断道岔密贴的状态。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电路板，电路板上印制有线圈。

优选的，所述线圈为蜗牛式环绕线圈。

一种道岔密贴检测装置，检测装置包括权利要求1或权利要求2的电路板，所述电路板上还设置有电感传感器、微控制器，所述电路板灌封在灌胶封装盒内，所述电感传感器通过印制在电路板上的线圈感应尖轨和基本轨的间距信号，并将获得的信号传送给所述微控制器，所述微控制器将处理后的信号通过有线通信模块或无线通信模块传送给上层控制单元。

优选的，所述灌胶封装盒分别固定安装在两条基本轨内侧，且灌胶封装盒内的控制电路板与基本轨的轨面垂直设置。

优选的，所述电路板的厚度为1-2mm。

一种道岔密贴检测装置的检测方法，该检测方法包括以下步骤：

1）将灌胶封装盒分别安装在两条基本轨的内侧，内部的电路板与上层控制单元相适配的连通；

2）通过灌胶封装盒内的电感传感器及印制在电路板上的线圈分别测量基本轨与尖轨的间距的变化过程，并传送至微控制器；

3）微控制器进行处理采集到的基本轨与尖轨间距的变化过程，并将处理后的信号传送至上层控制单元进行判断道岔密贴的状态。

优选的，所述步骤2）中的基本轨与尖轨的间距的变化过程为一侧基本轨与尖轨的分离过程和另一侧基本轨和尖轨的接近过程。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明安装于两条基本轨的内侧，采用非触电感传感器测量尖轨的和基本轨的间距，确定二者是否密贴。两侧的传感器分别测量基本轨与尖轨的间距的变化过程，只有一侧基本轨和尖轨间距大于设定的间隔距离，一侧小于设定的密贴距离，才可判断道岔处于密贴状态。该密贴装置将线圈、电感传感器、微控制器设置在一块1-2mm厚的电路板上，其中线圈印制在电路板上，其结构紧凑，体积小、集成度高、可靠性高，可在水、油、灰尘、污染物环境下工作,适用于室外道岔安装环境；采用灌胶封装形式其环境耐受性好。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明电路原理图；

图3是本发明实施例的电路图；

图4是本发明实施例中线圈的结构示意图；

其中，1基本轨，2尖轨，3灌胶封装盒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明是一种电路板，控制电路板上印制有线圈；所述线圈为蜗牛式环绕线圈；所述电路板上的线圈还可以为方形环绕式线圈，或者其他环绕行前期均可，所述线圈可根据实际需求，如，需要检测的距离、目标尺寸、目标材料、检测的分辨率，可确定线圈参数：线圈的形状（圆形、方形、六边形、八边形）、匝数、线宽、铜皮厚度、线圈层数、线间距等，导出相应的PCB设计；检测装置包括上述的电路板，所述电路板上还设置有电感传感器、微控制器，所述电路板灌封在灌胶封装盒3内，所述电感传感器通过印制在电路板上的线圈感应尖轨2和基本轨1的间距信号，并将获得的信号传送给所述微控制器，所述微控制器将处理后的信号通过有线通信模块或无线通信模块传送给上层控制单元；所述灌胶封装盒3分别固定安装在两条基本轨1内侧，且灌胶封装盒3内的控制电路板与基本轨的轨面垂直设置；所述电路板的厚度为1-2mm；灌胶封装盒3实现防水和增大机械强度的目的，所述电感传感器为LC1612双通道电感传感器，微控制器为带有CAN接口的Dispic33FJ64GP710A微控制器；所述LC1612双通道电感传感器通过与IN0A、IN0B和IN1A、IN1B分别连接的线圈感应尖轨2和基本轨1的间距信号，并通过I²C接口传送至Dispic33FJ64GP710A微控制器进行处理；Dispic33FJ64GP710A微控制器的可通过IO接口对Dispic33FJ64GP710A微控制器进行关断控制，并将处理后的信号通过CAN接口传送至上层控制单元。

一种道岔密贴检测装置的检测方法，该检测方法包括以下步骤：

1）将灌胶封装盒3分别安装在两条基本轨1的内侧，内部的电路板与上层控制单元相适配的连通；

2）通过灌胶封装盒3内的电感传感器及印制在电路板上的线圈分别测量基本轨1与尖轨2的间距的变化过程，并传送至微控制器；

3）微控制器进行处理采集到的基本轨1与尖轨2间距的变化过程，并将处理后的信号传送至上层控制单元进行判断道岔密贴的状态。

其中，所述步骤2）中的基本轨1与尖轨2的间距的变化过程为一侧基本轨与尖轨的分离过程和另一侧基本轨和尖轨的接近过程。

本发明依据的工作原理为：电感传感器通过激励外置的线圈产生交流磁场，当导电物体（如金属）接近线圈时，交流磁场会在导体表面形成涡流，涡流与导体和线圈距离、导体尺寸密切相关。涡流也将产生磁场，该磁场与线圈产生的交流磁场相反并对原有磁场产生作用，这种作用原理类似变压器，线圈作为初级，导体作为次级，初、次级的电感耦合依赖于导体与线圈距离、导体尺寸。非接触电感传感器通过测量激励内部LC振荡器保持恒定振幅振荡，通过振荡器的能量耗散确定由于导体的存在产生的等效并联阻抗。该阻抗和物体与线圈的间距有直接对应关系。

如图1右侧部分，此时基本轨与尖轨间距处于分离状态，二者间距通常大于1cm，我们称之为二者处于离开状态。电感传感器为非接触近距离高精度检测，检测距离通常为数毫米，二者处于离开状态时，电感传感器检测不到尖轨。当尖轨贴近基本轨时，如图1中左侧所示，二者距离在毫米范围，称之为二者处于密贴状态，在密贴状态二者间距在电感传感器的检测范围，而且当尖轨和基本轨由密贴状态逐步分开，电感传感器也可检测分开的过程。同样也可检测进入到电感传感器检测范围内的尖轨逐步靠近基本轨的过程。

如图3所示，电感传感器采用德州仪器（TexasInstruments）双通道电感传感器LC1612双通道电感传感器，微控制器（MCU）根据采用的外部输出接口类型可以不同，如采用CAN接口的微芯公司（microchip）公司Dispic33FJ64GP710A微控制器。该传感器连接两个线圈，两个目标物体（Target），分别靠近线圈，传感器将目标物体与线圈的距离计算出，并通过I²C接口与微控制器（MCU）相连，微控制器可通过IO口（GPIO）关断传感器信号输入，微控制器将传感器传递的信息进行处理，并按照设定的速率、周期通过CAN接口将信息传递给上层控制单元。

道岔密贴检测单元内的传感器分别测量基本轨与尖轨的间距的变化过程，只有一侧基本轨和尖轨间距从小于密贴间距到大于离开距离的过程，而另一侧由大于设定的离开距离到小于密贴间距的过程，才可判断道岔处于密贴状态。

Claims (7)

1.一种电路板，其特征在于：电路板上印制有线圈。

2.根据权利要求1所述的一种电路板，其特征在于：所述线圈为蜗牛式环绕线圈。

3.一种道岔密贴检测装置，其特征在于：检测装置包括权利要求1或权利要求2的电路板，所述电路板上还设置有电感传感器、微控制器，所述电路板灌封在灌胶封装盒（3）内，所述电感传感器通过印制在电路板上的线圈感应尖轨（2）和基本轨（1）的间距信号，并将获得的信号传送给所述微控制器，所述微控制器将处理后的信号通过有线通信模块或无线通信模块传送给上层控制单元。

4.根据权利要求2所述的一种道岔密贴检测装置，其特征在于：所述灌胶封装盒（3）分别固定安装在两条基本轨（1）内侧，且灌胶封装盒（3）内的控制电路板与基本轨的轨面垂直设置。

5.根据权利要求3所述的一种道岔密贴检测装置，其特征在于：所述电路板的厚度为1-2mm。

6.根据权利要求3所述的一种道岔密贴检测装置的检测方法，其特征在于：该检测方法包括以下步骤：

1）将灌胶封装盒（3）分别安装在两条基本轨（1）的内侧，内部的电路板与上层控制单元相适配的连通；

2）通过灌胶封装盒（3）内的电感传感器及印制在电路板上的线圈分别测量基本轨（1）与尖轨（2）的间距的变化过程，并传送至微控制器；

3）微控制器进行处理采集到的基本轨（1）与尖轨（2）间距的变化过程，并将处理后的信号传送至上层控制单元进行判断道岔密贴的状态。

7.根据权利要求6所述的一种道岔密贴检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤2）中的基本轨（1）与尖轨（2）的间距的变化过程为一侧基本轨与尖轨的分离过程和另一侧基本轨和尖轨的接近过程。