激光傳感器：利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。
英國一公司利用激光傳感器測量軌道轉(zhuǎn)向架車輪的橫向位置
激光傳感器測量軌道轉(zhuǎn)向架車輪的橫向位置
英國公司SET Limited在一項(xiàng)開創(chuàng)性的鐵路牽引技術(shù)項(xiàng)目中使用Micro-Epsilon的激光三角測量傳感器來測量軌道轉(zhuǎn)向架輪相對于軌道頭的橫向位置
ActiWheel是一種創(chuàng)新的牽引系統(tǒng)它利用人工智能引導(dǎo)火車沿著鐵軌行駛從而實(shí)現(xiàn)更快更平穩(wěn)更經(jīng)濟(jì)的鐵路行駛該解決方案可能會大大改變鐵路車輛在鐵路上行駛的方式正如SETLimited的總監(jiān)MartinWhitley解釋的那樣可以控制這種革命性的車輪電動機(jī)在一側(cè)或另一側(cè)產(chǎn)生更多的驅(qū)動力以使輪對沿軌道的中心線向下移動在過去的200年中傳統(tǒng)的鐵路車輛只有實(shí)心的軸和輪錐提供了這種能力從而驅(qū)動了一些折衷方案出現(xiàn)我們要做的是將這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)為未來鐵路乘用車的首選技術(shù)
在ActiWheel解決方案中電動機(jī)集成在車輪中這意味著在這兩者之間沒有傳動裝置每個車輪和車軸都沒有的軸承之外沒有運(yùn)動部件另外由于沒有摩擦制動系統(tǒng)因此將大大減少所需的維護(hù)量
SET Limited的技術(shù)總監(jiān)Neil Cooney表示鐵路基礎(chǔ)設(shè)施面臨的最大問題之一是滾動接觸疲勞RCF這是由于車輪與鐵路之間的接觸能量所致滾動接觸疲勞的情況總是很嚴(yán)峻并且總是至少在一個微尺度上超過了車輪的屈服應(yīng)力
主動偏轉(zhuǎn)車輪以及主動轉(zhuǎn)矩控制功能可以在軌道的最佳位置管理接觸斑塊實(shí)際上消除了RCF這是因?yàn)槔硐氲腫接近徑向]轉(zhuǎn)向可將接觸片中的能量降低到不發(fā)生RCF且磨損很小的程度
ActiWheel是一個非常高的可靠性非常耐用的系統(tǒng)Cooney希望他的輪子的使用壽命比傳統(tǒng)裝置長四到十倍幾乎沒有磨損這意味著導(dǎo)軌沒有損壞車輪也沒有損壞該解決方案也是輕量級的這意味著加速和減速火車要容易得多并且為乘客提供了額外的承載能力
在過去的九個月中ActiWheel已完成了技術(shù)演示項(xiàng)目的進(jìn)度以前的倫敦地下火車只有一個車廂八個車輪上均裝有ActiWheel系統(tǒng)Cooney說該項(xiàng)目是成功的結(jié)果證明磨損和RCF幾乎可以忽略不計該項(xiàng)目已經(jīng)引起了業(yè)界的極大關(guān)注SET Ltd致力于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)軌系統(tǒng)
對于該項(xiàng)目每個ActiWheel系統(tǒng)都包含一個optoNCDT1420激光三角測量傳感器 ActiWheel系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是了解車輪相對于導(dǎo)軌的橫向位置這樣我們就可以控制車輪避免法蘭與導(dǎo)軌頭接觸庫尼解釋道我們實(shí)際上是在使用傳感器來確認(rèn)我們的復(fù)雜控制器是否在正常工作
具有集成控制器的optoNCDT1420激光三角測量傳感器專為高精度高速動態(tài)位移距離和位置測量應(yīng)用而設(shè)計測量速率可調(diào)節(jié)至4kHz一系列不同的輸出信號使傳感器可以輕松集成到工廠或機(jī)器控制系統(tǒng)中除了模擬電壓和電流輸出外數(shù)字RS422接口還提供了與傳感器的距離信息所有optoNCDT1420傳感器均使用Web界面進(jìn)行操作以快速設(shè)置和配置傳感器optoNCDT1420的其他功能包括視頻信號顯示信號峰值選擇和可自由調(diào)節(jié)的信號平均從而可以優(yōu)化測量任務(wù)感興趣區(qū)域（ROI）功能可濾除背景信號噪聲
SET工程師構(gòu)建了一個特殊的框架該框架位于火車的輪軸下方optoNCDT1420傳感器安裝在距導(dǎo)軌頭400mm的位置正好在法蘭半徑之前直接指向?qū)к夘^來自傳感器的測量數(shù)據(jù)通過4-20mA輸出到ActiWheel控制系統(tǒng)
我們最初向Micro-Epsilon尋求合適的傳感器而給我們展示了optoNCDT1420傳感器的應(yīng)用工程師印象深刻該傳感器在靈活性分辨率和耐用性方面滿足了我們所有的技術(shù)要求我們測量的精度低至0.1mm橫向移動最大可達(dá)到20mm Cooney說
在演示器項(xiàng)目和我們測試ActiWheel系統(tǒng)的其他項(xiàng)目中傳感器的表現(xiàn)都非常好即使在有灰塵污垢和濕氣的火車下面的惡劣環(huán)境中它們也很可靠無論是寒冷潮濕下雨天還是晴天它們都能可靠地運(yùn)行在演示項(xiàng)目中經(jīng)過數(shù)千英里的測試我們甚至不必清潔傳感器
如果我們需要將傳感器用于其他應(yīng)用我們可以自行校準(zhǔn)它們并相應(yīng)地優(yōu)化其性能過濾功能給我們留下了深刻的印象該功能可以過濾掉軌道頭上的灰塵灰塵油脂和彎曲金屬碎片產(chǎn)生的噪音這意味著我們可以信賴測量數(shù)據(jù)
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