城市轨道交通信号设备检测与维护教学课件作者米秀杰项目７.ppt

项目７ 车—地通信设备的检测与维护,任务７. １ 计轴器的检测与维护 任务７. ２ 应答器的检测与维修 任务７. ３ 感应环线的检测与维护,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,７. １. １ 电子计轴系统 １. 计轴器 计轴器用于完成计算车辆进出区段的轮轴数， 是利用轨道传感器、电子单元和计轴核算器来分析计算区段是否有车占用的一种技术设备通过记录和比较驶入区段及驶出区段的列车轮轴数， 实现其检查区段占用与空闲的功能， 而且不受轨道线路的道床状况等影响 根据其发展的阶段， 计轴系统可分为机械计轴系统、电子计轴系统和微机计轴系统目前， 机械计轴系统已经很少使用， 主要采用微机计轴系统下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,２. 电子计轴系统的组成 电子计轴系统的基本结构包括室外部分及室内部分（信号楼或控制中心）， 如图７－１ 所示室外部分包括轨道传感器（磁头）、电子单元（即电缆盒）、传输电缆； 室内部分主要是信号处理电路及计数处理电路室内设备和室外设备由专用计轴电缆连接 从功能上看， 计轴器有以下几部分组成： ①计轴点： 包括传感器和电子连接单元， 主要用于产生车轴脉冲 ②信息传输部分： 用来传输信息。

上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,③计数部分： 包含计数、比较、监督、表示等装置， 对计轴点产生的车轴脉冲进行计数及确定列车运行方向， 比较计轴点入口和出口所计轴数及记录计数结果 ④电源： 提供可靠、稳定的电能 ３. 电子计轴系统的工作原理 （１） 计轴器的基本工作原理 计轴器实际上是电磁式有源传感器， 利用线圈互感原理， 当列车车轮通过计轴点时发生磁通变化得到轮轴信号上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,轮轴传感器又称磁头， 为变耦合式电磁有源传感器， 设有发送线圈和接收线圈， 利用车轮铁磁体改变二者之间的耦合关系， 使电感或互感在车轮通过时发生变化而产生轮轴信号 每个点的传感器配有两组磁头， 每组磁头又由１ 个发送磁头（ ＴＸ ） 和１ 个接收磁头（ＲＸ） 组成， 发送磁头安装在钢轨外侧， 接收磁头安装在钢轨内侧， 如图７－２ 所示发送磁头的信号来自电子连接盒的发送接收板 由于电磁感应作用， 所以在接收磁头中可以感应出交流信号该信号被送到电子连接盒的发送接收板， 输出一相应的直流电压上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,发送磁头和接收磁头由绕在铁氧体磁芯上的线圈和一并联电容组成。

发送线圈和接收线圈磁芯的位置及钢轨的几何形状如图７－３ 所示， 使得发送线圈Ｓ、接收线圈Ｅ 所产生的磁通环绕过钢轨后形成两个磁通Φ１、 Φ２ 它们以不同的路径、相反的方向穿过接收线圈Ｅ在无车轮经过传感器时， 磁通Φ１远大于Φ２ ， 在接收线圈内感应出一定的交流电压信号当车轮经过传感器时， 由于车轮的屏蔽作用Φ１减小， Φ２ 增大， 使Φ２ ＞ Φ１ ， 在接收线圈内感应的交流电压相位与发送电压相反， 这个载有轮轴信息的信号， 经整形、检波后产生一个轴脉冲， 如图７－４ 所示轴脉冲形成后， 计算过程完全由计算机软件来完成上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,如图７－２ 所示， 每个检测点的计轴器由两套磁头构成当车轮经过时， 两组磁头产生的轴脉冲在时间上先后不同， 由此时间差可以判定列车的运行方向当列车先后经过两组磁头时， 每组磁头会产生一组轴脉冲， 并且产生的轴脉冲在时间上也有先后顺序根据两组脉冲的组合时序可确定列车的运行方向， 从而进行相应的加轴、减轴运算通常系统规定： 凡进入防护区段的轮轴数进行加轴运算， 凡离开防护区段的轮轴数进行减轴运算 （２） 计轴系统基本的工作原理,上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,电子计轴系统的基本工作原理： 在定义的轨道区段两端， 选择在同一侧的一根钢轨上安装两个计轴传感器探测通过的车轮， 如图７－５ 所示。

当车轮通过时， 它改变了传感器发送器和接收器之间的交变磁场， 从而改变了接收线圈上的感应电压或相位值计轴设备根据交变磁场的变化频率和变化的时间顺序判断通过的列车轴数， 识别列车运行的方向计轴主机处理从计轴轨旁盒传来的计轴传感器变化信息， 比较进入区段的轴数和离开区段的轴数， 给出轨道空闲／ 占用的指示 图７－６ 所示为列车从不同运行方向， 经过该计轴器时， 每组磁头所产生的轴脉冲上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,当列车经过一组磁头辐射范围时， 该组磁头应产生一个“１” 脉冲； 当没有列车进过磁头辐射范围时， 为“０” 脉冲根据这个原则， 当列车由运行方向Ａ 经过计轴传感器时［见图７－６（ａ） ］， 车轮应先经过传感器Ｔ１ 和Ｒ１， 由Ｒ１ 产生一组脉冲串（０１１００）， 然后经过传感器Ｔ２ 和Ｒ２， 由Ｒ２ 产生一组脉冲串（００１１０）这两组脉冲组合成具有五种形态的脉冲对， 即“００” “１０” “１１” “０１” “００” 当列车由运行方向Ｂ 经过计轴传感器时， 车轮应先经过传感器磁头Ｔ２ 和Ｒ２， 由Ｒ２ 产生一组脉冲串（０１１００）， 然后经过传感器Ｔ１ 和Ｒ１， 由Ｒ１ 产生一组脉冲串（００１１０）。

上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,这两组脉冲组合成具有五种形态的脉冲对， 即“００” “０１” “１１” “１０” “００” 由此可见， 当列车按照不同运行方向经过计轴传感器时， 可产生不同脉冲对序列计轴运算单元可根据接收到的不同脉冲对序列， 判断列车运行的方向 ７. １. ２ 微机计轴系统 微机计轴技术是以计算机为核心， 辅以外部设备， 利用统计车辆轴数检测相应轨道区段是否有列车占用或列车已出清的技术 城市轨道交通信号系统中， 国外代表性的微机计轴系统有西门子ＡｚＳＭ３０ 微机计轴系统和阿尔卡特公司的ＡｚＬ９Ｍ 计轴系统上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,１. 西门子ＡｚＳＭ３０ 微机计轴系统 微计算机计轴系统是一种基于微计算机的用于检测轨道区段空闲或占用的安全设备ＡｚＳＭ 是“带有多段计数的西门子计轴系统” 的缩写在被检测轨道区段的始终端置有车轮传感器（计数点或车轮传感器）每个车轮传感器经由通信电缆与中央计数设备相连对车轮传感器的供电也经由此联系通道实现在固定的方向上作为中央处理和监控的计数单元， 其任务是将来自计数点的轴脉冲信息归总成一个总体结果， 并给出每一个轨道区段的空闲或占用表示。

（１） 西门子ＡｚＳＭ３０ 微机计轴系统的组成,上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,西门子ＡｚＳＭ３０ 微机计轴系统由室内设备和室外设备两部分组成室内设备主要包括ＡｚＳＭ３０ 运算单元、电源盒轴数显示设备； 室外设备主要包括ＺＰ４３Ｖ 型计轴点设备（传感器和轨道箱） 及宽带隔离变压器 １） ＺＰ４３Ｖ 型计轴点设备 ＺＰ４３Ｖ 型计轴点设备安装于铁路轨边区段的各端点位置， 每个端点位置安装一套， 使得这几个ＺＰ４３Ｖ 计轴点共同检测这个封闭的轨道区段ＺＰ４３Ｖ 型计轴点的功能在于通过车轮传感器感应进出区段的车轮及其运行方向， 并将感应信号预处理， 将预处理后的信号经连接电缆系统传输至室内运算单元上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,ＺＰ４３Ｖ 型计轴点由传感器和轨道箱组成， 如图７－７ 所示Ｓ、Ｅ 为固定在钢轨上的双置传感器的发送、接收装置； Ａ 为安装传感器的钢轨旁的轨道连接箱； Ｒ 为钢轨屏蔽板 传感器内装有两个车轮电子精测器其每一个通道都有一个发射部件和接收部件， 即发射器和接收器， 通过它们连续传输交流电压发射器装于钢轨外侧， 接收器装于钢轨内侧。

车轮通过双置传感器时， 接收器的感应电压提高， 根据其幅度变化及时间顺序就可以得出轴数和识别运行方向所必需的信息图７－８ 所示为无车轮和有车轮经过传感器时发送、接收线圈之间磁力线１、２ 的分布上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,２） ＡｚＳＭ３０ 运算单元 西门子ＡｚＳＭ３０ 微机计轴系统的运算单元具有多段计数功能， 可直接连接５ 个计轴点，同时检测四个区间， 如图７－９ 所示Ｐ 为室外计轴点： ＺＰ－Ｄ 为运算单元间的连接线路； ＦＭ为区间空闲表示继电器； ＡｚＧｒＴ 为故障复零按钮； Ｐ 为校验继电器 从原理图上可以看出， 西门子ＡｚＳＭ３０ 运算单元在设计上完全符合故障—安全原则， 并具备可同时检查两个轨道区段的状态、每个计轴点信息可最多复用３ 次等特点 （２） 西门子ＡｚＳＭ３０ 微机计轴系统基本工作原理,上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,当一个车轮进入ＺＰ４３Ｖ 型计轴点双置车轮传感器发送—接收系统的作用范围时， 增强了二者之间的电磁场强度在其接收端产生一组感应脉冲， 该组脉冲信号经计轴点轨道箱的内部电路对其进行预处理后， 经连接电缆系统传输至信号楼内的ＡｚＳＭ３０ 运算单元组合。

运算单元对该信号进行处理， 识别轮对、判断轮对运行方向， 对内部存储器的轴数信息做相应的修改， 并以此判断相应轨道区段的空闲／ 占用状态， 判断的结果经继电器输出ＡｚＳＭ３０ 微机计轴系统的核心是ＺＰ４３Ｖ 型计轴点设备和ＡｚＳＭ３０ 运算单元上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,２. 阿尔卡特ＡｚＬＭ 计轴系统 Ａｌｃａｔｅｌ 公司的ＡｚＬＭ 计轴系统是多区间监督的安全计轴设备， 监督区间的占用状态一并向联锁设备提供相关信息阿尔卡特计轴系统采用分段计轴技术实现驶入、驶出轮轴数的比较及记录分段计轴技术是以计算机为核心， 辅以外部设备， 利用统计车辆轴数检测相应轨道区段是否有列车占用或列车已出清的技术 （１） ＡｚＬＭ 计轴系统的组成 ＡｚＬＭ 计轴系统的组成如图７－１０ 所示ＡｚＬＭ 计轴系统由室外轨旁设备与室内设备组成上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,室外轨旁设备由安装在轨道上的双磁头ＳＫ３０、安装在轨旁密闭安装盒（黄帽子） 内的电子单元ＥＡＫ 等组成， 这两种设备都被安装在轨道区间的各个末端室内设备主要是计轴评估器轨道占用的信息有三种状态： 空闲、占用、受干扰。

１） 轨道磁头 轨道磁头为电磁式有源传感器， 是车轮轮对探测点， 也是轨道区段的分界点， 用于采集车轴信息和判定列车运行方向轨道磁头包括发送磁头和接收磁头， 磁头由两套物理上分离的线圈组ＳＫ１ 和ＳＫ２ 构成， 安装在同一根钢轨上发送磁头安装在钢轨外侧， 接收磁头安装在钢轨内侧， 如图７－１１ 所示上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,发送磁头的信号来自电子连接盒的发送接收板， 在钢轨附近产生交变磁场， 通过磁在接收磁头上获得感应电压 车轮与磁头磁力线分布的关系如图７－１２ 所示当列车车轮距中心线２００ ｍｍ 以外时，磁力线与接收线圈截面相交为＋α 角， 接收线圈中的感应电势最大， 且相位与发送电压同相，如图７－１２ （ａ） 所示 当列车车轮进入距Ｔｘ ／ ＲＸ中心线２００ ｍｍ 范围以内时， 发送线圈的磁力线与接收线圈截面垂直， 接收线圈中的感应电势为零， 如图７－１２ （ｂ） 所示上一页,下一页,返回,任务７. １ 计轴器的检测与维护,当列车车轮压在磁头的中心线上时， 发送线圈的磁力线由于车轮的屏蔽作用与接收线圈截面相交为－α 角， 接收线圈中的感应电势达到负的最大值。

其相位与发送电压相反， 如图７－１２ （ｃ） 所示 当列车车轮离开磁头， 距Ｔｘ ／ ＲＸ中心线２００ ｍｍ 范围以内时， 发送线圈的磁力线与接收线圈截面垂直， 夹角α ＝ ０， 接收线圈中的感应电势又为零； 当列车车轮远离磁头中心线２００ ｍｍ 以外时， 接收线圈的感应电势又达到最大， 并且相位与发送电压同相 由上述可知， 当列车车轮经过磁头时， 由于车轮的。