一種抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器的制造方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，包括柱形中空的傳感器外殼(1)，所述傳感器外殼(1)腔體內(nèi)側(cè)設(shè)置外隔離固定層(5)，外隔離固定層(5)內(nèi)側(cè)設(shè)置金屬內(nèi)屏蔽層(6)。通過本發(fā)明的一種抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，在確保正常溫度振動(dòng)檢測(cè)、傳感器可靠安裝固定、信號(hào)穩(wěn)定轉(zhuǎn)化輸出功能基礎(chǔ)上，外殼對(duì)屏蔽層絕緣電阻、屏蔽層對(duì)內(nèi)部信號(hào)和電路絕緣電阻都≥108Ω，徹底解決了特定空間內(nèi)安裝固定的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器在動(dòng)態(tài)服役工況下受動(dòng)態(tài)、交變、導(dǎo)電殼體和空間強(qiáng)電磁干擾的問題。
【專利說明】
一種抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及溫度、振動(dòng)、溫度和振動(dòng)復(fù)合傳感器領(lǐng)域，尤其是一種抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)車車輛的走行部具有承載、減震、導(dǎo)向、牽引和制動(dòng)等重要功能，決定了機(jī)車車輛運(yùn)營(yíng)速度和安全品質(zhì)。而轉(zhuǎn)向架軸承作為其重要部件，需要在運(yùn)行環(huán)境苛刻復(fù)雜的情況下承受由于列車轉(zhuǎn)彎、通過道岔和鋼軌接頭造成的巨大沖擊，使其成為轉(zhuǎn)向架最容易損壞的關(guān)鍵部件之一，其工作狀態(tài)直接影響到機(jī)車車輛的提速和安全，其嚴(yán)重的、突發(fā)性的異常狀態(tài)可能引起脫軌，甚至顛覆等惡性事故，從而對(duì)社會(huì)、人員造成無法估算的損失。因此，軸承故障在線監(jiān)測(cè)具有以下重要意義:
[0003]首先，對(duì)軸承故障的早期診斷及準(zhǔn)確地對(duì)軸承的異常運(yùn)行狀況做出診斷，使其更安全、更可靠地運(yùn)行，避免事故的發(fā)生，將由故障造成的損失降至最低；
[0004]其次，依據(jù)在線監(jiān)測(cè)的信息指導(dǎo)停車檢修，有利于實(shí)現(xiàn)以狀態(tài)修替代目前在鐵路交通部門廣泛采用的時(shí)間修的維修機(jī)制，降低整車的維護(hù)費(fèi)用；
[0005]最后，通過故障分析和性能評(píng)估，為設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和生產(chǎn)過程提供有效的數(shù)據(jù)支持。
[0006]軸承故障在線監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵是診斷軸承故障的信號(hào)采集與分析。目前，普遍采用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器采集軸承運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，傳感器工作環(huán)境惡劣，尤其是在線監(jiān)測(cè)牽引電機(jī)軸承工作狀態(tài)的溫度振動(dòng)傳感器，額外承受強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)、交變、導(dǎo)電殼體和空間強(qiáng)電磁干擾，干擾能級(jí)在13V以上，而溫度振動(dòng)傳感器的信號(hào)能級(jí)為10_3V，巨大的能量差異會(huì)對(duì)傳感器的準(zhǔn)確性和可靠性造成嚴(yán)重影響。因此牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器的抗強(qiáng)電磁干擾性能是其能否正確采集軸承運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)的關(guān)鍵。
[0007]現(xiàn)有機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器抗強(qiáng)電磁干擾裝置有以下3種:
[0008]1.在溫度振動(dòng)傳感器與牽引電機(jī)殼體之間增加膠木等材料制作的絕緣層過渡塊，溫度振動(dòng)傳感器不直接接觸牽引電機(jī)表面，從而隔離牽引電機(jī)表面的電磁干擾。
[0009]2.將溫度振動(dòng)傳感器外殼與信號(hào)電纜的屏蔽層連接，將牽引電機(jī)表面的電磁干擾通過線纜的屏蔽網(wǎng)引入接地。
[0010]3.在溫度振動(dòng)傳感器外殼與內(nèi)部敏感元件之間增加內(nèi)部屏蔽層，對(duì)內(nèi)部敏感元件進(jìn)行保護(hù)。
[0011]但是，在溫度振動(dòng)傳感器與牽引電機(jī)之間增加膠木等材料制作的絕緣層只解決了傳感器與電機(jī)之間直接電連接帶來的電磁干擾，不能有效解決電機(jī)周圍空間電磁場(chǎng)對(duì)傳感器的干擾，而且破壞了傳感器與牽引電機(jī)之間的剛性連接，造成采集的高頻振動(dòng)信號(hào)衰減較嚴(yán)重。
[0012]將溫度振動(dòng)傳感器外殼與信號(hào)電纜的屏蔽層連接可以解決靜態(tài)電磁干擾對(duì)傳感器的影響，但用于牽引電機(jī)的傳感器工作在動(dòng)態(tài)、交變的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，如特殊工況下的雷電電荷通過機(jī)殼向地面卸載、電力機(jī)車受電弓與電纜的接觸不良產(chǎn)生的供電波動(dòng)甚至突變，都會(huì)使傳感器外殼與信號(hào)線纜的屏蔽層上產(chǎn)生強(qiáng)電荷流動(dòng)，從而將干擾電荷感應(yīng)至傳感器內(nèi)部，對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾。
[0013]在溫度振動(dòng)傳感器外殼與內(nèi)部敏感元件之間增加內(nèi)部屏蔽層同樣只能解決靜態(tài)電磁干擾對(duì)傳感器的影響，在動(dòng)態(tài)、交變的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下，感應(yīng)到內(nèi)部屏蔽層上的干擾電荷，依然會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾。
[0014]上述方法均不能有效解決機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器受到的動(dòng)態(tài)、交變、導(dǎo)電殼體和空間強(qiáng)電磁干擾，造成傳感器采集信號(hào)發(fā)生衰減、失真和遺漏等情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出一種抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器。
[0016]一種抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，包括柱形中空傳感器外殼，所述傳感器外殼頂部設(shè)置封裝蓋板，所述傳感器外殼內(nèi)部為中空腔體，腔體內(nèi)側(cè)設(shè)置外隔離固定層，外隔離固定層內(nèi)側(cè)設(shè)置金屬內(nèi)屏蔽層，封裝蓋板內(nèi)側(cè)為纜線外皮，纜線外皮內(nèi)側(cè)為纜線屏蔽網(wǎng)，其中，纜線屏蔽網(wǎng)與傳感器外殼內(nèi)部腔體中的金屬內(nèi)屏蔽層焊接并固定，纜線屏蔽網(wǎng)的另一端與機(jī)車內(nèi)經(jīng)過處理的潔凈(無干擾)的地相連，形成了全程封閉的對(duì)內(nèi)保護(hù)空間，使內(nèi)置的溫度和振動(dòng)采集模塊、轉(zhuǎn)換電路等免受外部電磁場(chǎng)的干擾。
[0017]傳感器外殼頂部設(shè)置封裝蓋板，封裝蓋板上端內(nèi)側(cè)設(shè)置聚四氟護(hù)套，中部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置定位異形箍，下端內(nèi)側(cè)設(shè)置密封橡膠圈，封裝蓋板通過聚四氟護(hù)套、定位異形箍和密封橡膠圈固定和密封內(nèi)側(cè)纜線外皮，封裝蓋板的上部外端設(shè)置一級(jí)防護(hù)熱縮套管和二級(jí)熱縮套管，使傳感器滿足現(xiàn)場(chǎng)IP68的防護(hù)等級(jí)要求。
[0018]傳感器外殼的內(nèi)側(cè)設(shè)置外隔離固定層，并與傳感器外殼密配合固定，外隔離固定層由底部隔離盲管、中部隔離圓筒、上部外隔離蓋板銜接而成，耐高溫密封膠密封，厚度不小于1mm，確保了傳感器外殼對(duì)金屬內(nèi)屏蔽層的電絕緣，絕緣電阻多18 Q(1000VDC測(cè)量)，絕緣強(qiáng)度遠(yuǎn)大于普通傳感器的電絕緣保護(hù)，將電機(jī)機(jī)殼上的強(qiáng)電磁干擾由導(dǎo)體電連接變成了弱空間電磁干擾，強(qiáng)度衰減了 3個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0019]外隔離固定層的內(nèi)側(cè)設(shè)置了金屬內(nèi)屏蔽層，并與外隔離固定層密配合固定，金屬內(nèi)屏蔽層由底部金屬盲管、中部金屬圓筒組成，底部金屬盲管的上端與中部金屬圓筒底部的開孔焊接成一體，中部金屬圓筒的上端在內(nèi)側(cè)部件組裝連接完成后在指定高度剪成數(shù)片內(nèi)折金屬面，金屬面與纜線屏蔽網(wǎng)焊接相連，形成了封閉的保護(hù)空間，并將金屬內(nèi)屏蔽層上感應(yīng)到的空間電磁干擾通過屏蔽網(wǎng)可靠卸載到機(jī)車內(nèi)經(jīng)過處理的潔凈(無干擾)的地。
[0020]傳感器金屬內(nèi)屏蔽層內(nèi)部分為上部腔體和下部腔體兩部分，金屬內(nèi)屏蔽層的下部腔體內(nèi)設(shè)置絕緣墊、陶瓷封裝的溫度信號(hào)采集模塊(PTlOOO)，溫度信號(hào)采集模塊(PT1000)的引線用引線絕緣保護(hù)套管保護(hù)，下部腔體內(nèi)再用絕緣陶瓷粉填充滿，后用密封膠片封堵。陶瓷封裝的溫度信號(hào)采集模塊(PTlOOO)經(jīng)如此處理后，使其與金屬內(nèi)屏蔽層的絕緣電阻多108Q(500VDC測(cè)量)，實(shí)現(xiàn)了可靠電絕緣。金屬內(nèi)屏蔽層的上部腔體內(nèi)設(shè)置中空剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊、一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板、二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板、輸出轉(zhuǎn)接板，剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊通過內(nèi)隔離固定圈與金屬內(nèi)屏蔽層密配合固定，一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板、二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板和輸出轉(zhuǎn)接板的外緣Imm范圍內(nèi)為空白區(qū)，無電路布線和器件，各板之間相隔絕緣隔離片，并采用絕緣膠與指定高度的定位環(huán)固定，使其內(nèi)的溫度和振動(dòng)信號(hào)及轉(zhuǎn)換電路與金屬內(nèi)屏蔽層的絕緣電阻彡108Q(500VDC測(cè)量)，也實(shí)現(xiàn)了可靠電絕緣。
[0021]金屬內(nèi)屏蔽層下部腔體內(nèi)的溫度信號(hào)采集模塊(PT1000)引線在引線絕緣保護(hù)套管的保護(hù)下穿過中空的剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊，接入一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板，剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊的輸出引線也接入一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板，經(jīng)一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板和二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板的必要信號(hào)處理后，通過輸出轉(zhuǎn)接板和纜線的信號(hào)線相連，建立了與外部系統(tǒng)的聯(lián)系。
[0022]外部結(jié)構(gòu)上，傳感器外殼的下端螺栓與電機(jī)軸承外殼上的螺母固定，并傳遞機(jī)殼溫度，精準(zhǔn)斜面實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的傳遞，該傳感器外殼采用了一體式中空結(jié)構(gòu)，上端為內(nèi)部組裝作業(yè)口，組裝完成后，與封裝蓋板焊接密封，殼體厚度不小于2mm，極大地保證了傳感器的整體強(qiáng)度。外殼上端六方的夾持結(jié)構(gòu)方便現(xiàn)場(chǎng)安裝固定，并為實(shí)現(xiàn)牢固固定和可靠傳遞溫度振動(dòng)信號(hào)提供了足夠的安裝力矩。
[0023]該傳感器的外殼允許直接螺栓固定在電機(jī)軸承外殼上，實(shí)現(xiàn)可靠溫度振動(dòng)監(jiān)測(cè)。機(jī)殼上產(chǎn)生和傳遞的強(qiáng)電磁干擾不能以導(dǎo)體電連接的方式傳遞給傳感器的金屬內(nèi)屏蔽層和輸出線纜的屏蔽網(wǎng)，只是以電磁感應(yīng)的方式在屏蔽層和屏蔽網(wǎng)上產(chǎn)生感應(yīng)電荷，并以微弱電流方式向機(jī)車內(nèi)經(jīng)過處理的潔凈(無干擾)的地卸載，強(qiáng)度衰減了 3個(gè)數(shù)量級(jí)。屏蔽層和屏蔽網(wǎng)上少量的動(dòng)態(tài)和交變感應(yīng)電荷，及其形成的微弱電流在卸載渠道暢通的條件下，對(duì)內(nèi)部封閉空間的電磁影響又可衰減3個(gè)數(shù)量級(jí)，即已微乎其微。兩次電絕緣隔離和屏蔽層暢通卸載的綜合作用可靠保證了內(nèi)部溫度和振動(dòng)信號(hào)、轉(zhuǎn)換和傳輸電路不受外殼強(qiáng)電磁干擾的影響，提高了傳感器在復(fù)雜和強(qiáng)電磁干擾工況下的監(jiān)測(cè)信息可靠性。
[0024]通過本發(fā)明的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，徹底解決了機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)傳感器受動(dòng)態(tài)、交變、導(dǎo)電殼體和空間強(qiáng)電磁干擾的問題。
【附圖說明】
[0025]圖1為抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例
[0028]本發(fā)明的目的是通過一種有效的抗強(qiáng)電磁干擾的裝置解決機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)傳感器受到動(dòng)態(tài)、交變、導(dǎo)電殼體和空間電磁干擾的問題，提高傳感器采集信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。
[0029]圖1示出抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，包括柱形中空傳感器外殼I，傳感器外殼I頂部在組裝完成后與封裝蓋板2焊接成一體，所述傳感器外殼I內(nèi)部為中空腔體，腔體內(nèi)側(cè)密配合放置硬質(zhì)絕緣材料做成的外隔離固定層5，設(shè)計(jì)的過渡區(qū)和銜接區(qū)涂抹耐高溫絕緣膠，外隔離固定層5內(nèi)側(cè)設(shè)置金屬內(nèi)屏蔽層6，設(shè)計(jì)的金屬內(nèi)屏蔽層6的過渡區(qū)和銜接區(qū)采用焊接方式實(shí)現(xiàn)可靠，金屬內(nèi)屏蔽層6和外隔離固定層5空隙部位涂抹耐高溫絕緣膠粘接固定，外隔離固定層5既保證了傳感器外殼I和金屬內(nèi)屏蔽層6之間的連接固定，可靠傳遞溫度和振動(dòng)信號(hào)，又杜絕了傳感器外殼I上的動(dòng)態(tài)、交變的電磁干擾以導(dǎo)體方式直接傳遞給金屬內(nèi)屏蔽層6和纜線屏蔽網(wǎng)8，使金屬內(nèi)屏蔽層6和纜線屏蔽網(wǎng)8只承受顯著衰減的空間感應(yīng)電磁干擾。
[0030]傳感器外殼I頂部設(shè)置封裝蓋板2，封裝蓋板2上端內(nèi)側(cè)設(shè)置聚四氟護(hù)套10;中部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置定位異形箍11;下端內(nèi)側(cè)設(shè)置密封橡膠圈12，封裝蓋板2和聚四氟護(hù)套10的外部在必要的密封膠封閉后再用可仿形的一級(jí)防護(hù)套管27和二級(jí)防護(hù)套管28進(jìn)行密封保護(hù)，封裝蓋板2和聚四氟護(hù)套10、定位異形箍11、密封橡膠圈12固定內(nèi)側(cè)電纜，可防止線纜外拉和旋轉(zhuǎn)對(duì)內(nèi)部連電接的影響，一二級(jí)防護(hù)護(hù)套27和28的進(jìn)一步保護(hù)，確保了傳感器滿足現(xiàn)場(chǎng)工況要求的IP68的防護(hù)要求。
[0031]該傳感器外殼直徑22.5mm，與封裝蓋板焊接后總長(zhǎng)52.5mm，滿足鐵路部門的有關(guān)規(guī)定(直徑20-23mm，長(zhǎng)度50-58mm);外殼I為整體結(jié)構(gòu)，用316不銹鋼精加工成型，厚度不小于2mm，利于施加高強(qiáng)度的安裝扭矩，使傳感器與軸承外殼可靠接觸，并提供足夠的剛度傳遞高頻振動(dòng)，提高監(jiān)測(cè)可靠性;外隔離固定層5厚度不小于1mm，采用云母、陶瓷或者膠木等硬質(zhì)絕緣材料，高強(qiáng)度有利于振動(dòng)信號(hào)傳遞。
[0032]該傳感器的金屬內(nèi)屏蔽層6采用0.5mm厚(不超過0.8mm)的紫銅箔沖壓成型，鍍錫防氧化，中部圓筒32和底部盲管32的上端都預(yù)留數(shù)片條形開口，方便底部盲管32和中部圓筒31、中部圓筒31和纜線屏蔽網(wǎng)8的焊接相連，再與機(jī)車內(nèi)經(jīng)過處理的潔凈(無干擾)的地相連暢通卸載，形成了封閉的潔凈(無電磁干擾)的內(nèi)部空間。
[0033]金屬內(nèi)屏蔽層6形成的保護(hù)空間分下部腔體4和上部腔體3兩部分，即底部金屬盲管32內(nèi)里部分和中部金屬圓筒31內(nèi)里部分，下部腔體4內(nèi)放置陶瓷封裝的PT1000溫度信號(hào)采集模塊22，并采取底部加絕緣墊23、引線加絕緣保護(hù)套管24、空間充陶瓷/石英/二氧化硅等絕緣粉25、端口用密封膠片26等措施實(shí)施固定和絕緣保護(hù)，足夠的絕緣強(qiáng)度和合理的溫度采集位置保證了信號(hào)的合理性和可靠度。
[0034]金屬內(nèi)屏蔽層6形成的保護(hù)空間的上部腔體3部分，是該傳感器的主體空間，集成了振動(dòng)傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換、輸出轉(zhuǎn)接等功能；中空剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊21是傳感器的核心，剪切式比軸向壓縮式更有利于高頻振動(dòng)信號(hào)的采集，周邊固定和信號(hào)采集、心部空間用做溫度信號(hào)的傳輸通道，使溫度振動(dòng)復(fù)合傳感成為有機(jī)整體;涂抹必要的耐高溫粘結(jié)劑使陶瓷材質(zhì)密配合的內(nèi)隔離固定圈20分別與金屬內(nèi)屏蔽層6、剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊可靠相連，保證了振動(dòng)信號(hào)的近似剛性傳遞;一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板17、二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板16和輸出轉(zhuǎn)接板15實(shí)現(xiàn)將微弱的溫度振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換、濾波、放大、輸出的功能，周邊Imm空白區(qū)域的預(yù)留、相互間的絕緣隔離片18的設(shè)置、特殊定位環(huán)19的限位、必要的絕緣膠粘接等措施確保了其與金屬內(nèi)屏蔽層的電絕緣可靠性;溫度振動(dòng)信號(hào)、供電電源信號(hào)、輸出信號(hào)的電連接和電路版的固定需要逐層實(shí)施，是生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵。
[0035]將預(yù)制接口尺寸的纜線依次與輸出轉(zhuǎn)接板15上的信號(hào)端焊連，加蓋內(nèi)隔離蓋板14，中心區(qū)域添加絕緣膠隔離，將預(yù)開口切片的金屬內(nèi)屏蔽層6上沿向中心折彎，與纜線屏蔽網(wǎng)8焊連，再覆蓋外隔離蓋板13，并絕緣膠固化，完成內(nèi)部組裝;然后是套裝密封橡膠圈12，定位異形箍11成型，帶聚四氟護(hù)套10的封裝蓋板2與傳感器外殼I焊接密封，熱成型一級(jí)防護(hù)套管、二級(jí)防護(hù)套管，完成傳感器制造，纜線的另一端與機(jī)車內(nèi)經(jīng)過處理的潔凈(無干擾)的地相連，即可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電磁干擾工況下的溫度振動(dòng)監(jiān)測(cè)。
[0036]傳感器采用精準(zhǔn)的PT1000溫度檢測(cè)模塊22，并提供恒流源供電，可顯著提高溫度信號(hào)的抗空間電磁干擾性能，轉(zhuǎn)換電路板內(nèi)置振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換、調(diào)理和放大電路，使較小的信號(hào)源由10—3V增強(qiáng)到1t3V數(shù)量級(jí)后再輸出，也提高了振動(dòng)信號(hào)本身的抗空間電磁干擾能力，即削弱外來干擾和增大信號(hào)抗干擾能力的組合提高了檢測(cè)的可靠性。
[0037]實(shí)測(cè)傳感器外殼I與金屬內(nèi)屏蔽層6之間絕緣電阻多108Ω (1000VDC測(cè)量)，金屬內(nèi)屏蔽層6與傳感器輸出信號(hào)之間絕緣電阻多108Q(500VDC測(cè)量)，確保了電絕緣強(qiáng)度，其它的電磁兼容指標(biāo)按鐵路部門的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，可滿足需求。
[0038]最后應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以描述本發(fā)明的技術(shù)方案而不是對(duì)本技術(shù)方法進(jìn)行限制，本發(fā)明在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實(shí)施例，并且因此認(rèn)為所有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實(shí)施例都在本發(fā)明的精神和教導(dǎo)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，包括柱形中空的傳感器外殼(I)，其特征在于，所述傳感器外殼(I)腔體內(nèi)側(cè)設(shè)置外隔離固定層(5)，外隔離固定層(5)內(nèi)側(cè)設(shè)置金屬內(nèi)屏蔽層(6);所述傳感器外殼(I)頂部設(shè)置封裝蓋板(2)，封裝蓋板(2)內(nèi)側(cè)設(shè)置纜線外皮(7)，纜線外皮(7)內(nèi)側(cè)設(shè)置纜線屏蔽網(wǎng)(8)，其中，纜線屏蔽網(wǎng)(8)與傳感器外殼(I)內(nèi)部腔體中的金屬內(nèi)屏蔽層(6)焊接并固定，纜線屏蔽網(wǎng)(8)的另一端與機(jī)車內(nèi)經(jīng)過處理的潔凈的地(9)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，所述傳感器金屬內(nèi)屏蔽層(6)內(nèi)部分為上部腔體(3)和下部腔體(4)，上部腔體(3)內(nèi)設(shè)置并固定剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊(21)，剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊(21)上方依次設(shè)置一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(17)、二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(16)和輸出轉(zhuǎn)接板(15)，其中，一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(17)、二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(16)和輸出轉(zhuǎn)接板(15)之間設(shè)置絕緣隔離片(18)，并采用絕緣膠與定位環(huán)(19)固定;剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊(21)通過內(nèi)隔離固定圈(20)與金屬內(nèi)屏蔽層密配合固定。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，所述下部腔體(4)內(nèi)設(shè)置并固定溫度信號(hào)采集模塊(22)，溫度信號(hào)采集模塊(22)和所述剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊(21)的信號(hào)通過一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(17)和二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(16)傳遞到輸出轉(zhuǎn)接板(15)上，并通過纜線內(nèi)的信號(hào)線與外部系統(tǒng)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，所述封裝蓋板(2)內(nèi)側(cè)上端設(shè)置聚四氟護(hù)套(10);內(nèi)側(cè)中部設(shè)置定位異形箍(11);內(nèi)側(cè)下端設(shè)置密封橡膠圈(12)，封裝蓋板(2)通過聚四氟護(hù)套(10)、定位異形箍(11)和密封橡膠圈(12)固定和密封內(nèi)側(cè)纜線外皮(7)，封裝蓋板(2)的上部外端設(shè)置一級(jí)防護(hù)熱縮套管(27)，一級(jí)防護(hù)熱縮套管(27)外側(cè)設(shè)置二級(jí)熱縮套管(28)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，所述傳感器外殼(I)的下端設(shè)置螺栓，螺栓與電機(jī)軸承外殼上的螺母固定，并傳遞機(jī)殼溫度;傳感器外殼(I)的上端與封裝蓋板焊接密封。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，所述傳感器外殼(I)的內(nèi)側(cè)的外隔離固定層(5)與傳感器外殼(I)密配合固定，其中，外隔離固定層(5)為三段式，分別為底部隔離盲管(30)、中部隔離圓筒(29)和上部外隔離蓋板(13)依次銜接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，所述外隔離固定層(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)置的金屬內(nèi)屏蔽層(6)與外隔離固定層(5)密配合固定，金屬內(nèi)屏蔽層(6)為兩段式，由底部金屬盲管(32)和中部金屬圓筒(31)銜接組成，底部金屬盲管(32)的上端與中部金屬圓筒(31)底部的開孔焊接成一體，中部金屬圓筒(31)的上端在內(nèi)側(cè)部件組裝連接完成后設(shè)置內(nèi)折金屬面，內(nèi)折金屬面與纜線屏蔽網(wǎng)(8)焊接相連，并形成了封閉的保護(hù)空間，并將金屬內(nèi)屏蔽層(6)上感應(yīng)到的空間電磁干擾通過屏蔽網(wǎng)可靠卸載到機(jī)車內(nèi)經(jīng)過處理的潔凈的地。8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，金屬內(nèi)屏蔽層(6)的下部腔體(4)內(nèi)設(shè)置絕緣墊(23)，絕緣墊(23)上設(shè)置溫度信號(hào)采集模塊(22)，溫度信號(hào)采集模塊(22)的引線用引線絕緣保護(hù)套管(24)保護(hù)，下部腔體(4)內(nèi)填充絕緣陶瓷粉(25)，并用密封膠片(26)封堵下部腔體(4)。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗強(qiáng)電磁干擾的機(jī)車牽引電機(jī)軸承在線監(jiān)測(cè)用溫度振動(dòng)復(fù)合傳感器，其特征在于，所述下部腔體(4)內(nèi)的溫度信號(hào)采集模塊(22)的引線在引線絕緣保護(hù)套管(24)的保護(hù)下穿過中空的剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊(21)，并接入一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(17)，剪切式振動(dòng)信號(hào)采集模塊(21)的輸出引線接入一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(17)，并經(jīng)一級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(17)和二級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路板(16)的信號(hào)處理，通過輸出轉(zhuǎn)接板(15)和纜線的信號(hào)線相連。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK105953838SQ201610438385
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】楊興寬, 申灝, 周雷, 范振中, 楊延峰, 王冬冬, 宋宏智
【申請(qǐng)人】中國(guó)鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所, 北京中鐵科新材料技術(shù)有限公司, 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院