加速度計在鐵路中的應用

加速度計在鐵路中的應用

特性

產(chǎn)品的款應用范圍 ±1g 至 ±200g

慣性、振動(dòng)和地震傳感器

擴展的帶寬 (DC 至>1kHz @ -5%)

出色的長(cháng)期穩定性

惡劣環(huán)境（沖擊，振動(dòng)，溫度）

安全關(guān)鍵技術(shù)應用

介紹

未來(lái)的列車(chē)系統將會(huì )集成越來(lái)越高的高科技技術(shù)，用以引導和控制車(chē)輛，減少維修費用和便于維修規劃，同時(shí)，提高乘客和駕駛員的安全性和舒適性。因此，種類(lèi)繁多的傳感器必會(huì )不斷納入現代化的火車(chē)中。

這些傳感器的一大部分是加速度計，它們可以檢測和測量各種形式的機械運動(dòng)，包括慣性力（加速度）、傾斜、振動(dòng)和沖擊。所應用的各種不同技術(shù)，如電容式、壓電式或壓阻之間互相競爭，以提供最佳的解決方案。然而，這些不同的傳感器的技術(shù)，提供不同級別的性能，而最好的顯然是電容產(chǎn)品，它們有良好的長(cháng)期穩定性、溫度穩定性和精度度。

Colibrys的加速度計是基于硅MEMS的電容式傳感器。MEMS制造工藝過(guò)程中提供了一個(gè)替代傳統的宏觀(guān)尺度的加工和裝配技術(shù)。這項技術(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)相結合，研制生產(chǎn)出微觀(guān)機械結構的產(chǎn)品。

對于低中頻的測量（典型值可達1kHz @5％），電容的方法比其它技術(shù)在長(cháng)期的可靠性、長(cháng)期穩定性、信號噪聲、魯棒性、尺寸和功耗上有更高的性能。鐵路技術(shù)中的運動(dòng)傳感器運動(dòng)傳感器在鐵路技術(shù)領(lǐng)域的各種應用。典型例子如下：

轉向架安全性和舒適度的監測和診斷系統

提高乘客舒適性的高速列車(chē)傾斜控制系統

磁懸浮列車(chē)的位置監控

控制系統

健康與使用監控系統（HUMS）

運輸過(guò)程中的震動(dòng)監測

精確的列車(chē)定位

鐵路軌道安全和維護的監測系統

應用說(shuō)明

鐵路技術(shù)中的colibrys加速度計

據報道，有許多將運動(dòng)傳感器產(chǎn)品用于鐵路技術(shù)市場(chǎng)的機會(huì )。Colibrys的MEMS電容式加速度計已經(jīng)充分認識到他們在惡劣環(huán)境下的高可靠性，并已成功地獲得了鐵路安全關(guān)鍵應用的資格。

列車(chē)上的MEMS電容式加速度計的最新和最重要的資格之一，是在最新一代的德國ICE高速列車(chē)上的傾斜監測系統。西門(mén)子公司已開(kāi)發(fā)出一種轉向架監測系統，檢測范圍內軸承、傳動(dòng)軸、剎車(chē)或輪子的磨損和識別任何潛在的轉向架不穩定，可能會(huì )引發(fā)的事故。這是由西門(mén)子交通有史以來(lái)設計和制造的第一個(gè)轉向架監測系統。這種高度創(chuàng )新的轉向架監測系統使用每車(chē)廂24個(gè)Colibrys傳感器，有些則每車(chē)安裝200個(gè)傳感器。最早的三列列車(chē)已在2010年生產(chǎn)，最終系統的資格將在2011年被認定。

擺式列車(chē)是另一個(gè)完善的應用。因為它們已在許多能成功整合電容式加速度計的國家應用了好多年了。

Colibrys用于鐵路的不同類(lèi)型的加速度計：

.VS9000 Colibrys專(zhuān)為振動(dòng)傳感需要的產(chǎn)品，寬帶寬，可擴展的g范圍，體積小，專(zhuān)用信號調節。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（5％的變化）。

.MS9000 產(chǎn)品系列是專(zhuān)為需要長(cháng)期穩定性的慣性傳感器。

.SiFlexTM 是世界上最好級別的地震傳感器，廣泛應用于結構例如橋梁和鐵軌的振動(dòng)評估。

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，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)穩定的電源，因為任何不穩定的會(huì )直接傳輸到輸出。

該傳感器是完全一體化的，封裝在一個(gè)20引腳LCC標準陶瓷外殼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，請參閱相關(guān)的產(chǎn)品文件和規格。

總結

MEMS電容式加速度計是大多數國家快速增長(cháng)的高速列車(chē)鐵路市場(chǎng)的最佳人選，并且新一代高速列車(chē)的配置將需要越來(lái)越多車(chē)載安全控制設備，這就是需要可靠和高精度的加速度計。

Colibrys 是你明智的合作伙伴，為您的鐵路應用提供最好和足夠的加速度計。