力敏傳感器在軌道車輛中的應用

王迪

摘 要：在軌道車輛交通中，越來越多的傳感器得到了廣泛應用。這其中就包含了力敏傳感器，力敏傳感器在軌道列車車門，在高鐵列車氣壓檢測、在車體風壓檢測、在車輛維修維護過程中所使用的緩解泵上都有重要的應用；除此之外，力敏傳感器在軌道車輛的生產、運營、維修、維護中都有諸多的應用，除了力敏傳感器，軌道車輛上的傳感器還有很多，應該說傳感器的發展提高了軌道車輛的智能性和便捷性，軌道車輛的發展改變了我們的生活，縮短了交通半徑，節省了時間，可以說科技改變了生活。

關鍵詞：力敏傳感器 軌道車輛 交通 防擠壓膠條 氣壓檢測 緩解泵

中圖分類號：O351 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（c）-0074-02

在軌道車輛交通中，越來越多的傳感器得到了廣泛應用。這其中就包含了力敏傳感器。其實，力敏傳感器的種類非常的多。例如：應變式的力敏傳感器、電容式的力敏傳感器、電感式的力敏傳感器以及壓電式的力敏傳感器。除了上述這些類型的力敏傳感器外，凡是能夠將力轉換為電或者是電的參量的元件或設備都可稱之為力敏傳感器。

1 力敏傳感器在軌道列車車門上的應用

在軌道列車上有許多地方應用到了力敏傳感器，例如：軌道列車的車門。在軌道車輛運行過程中，當車門閉合時，如果恰巧有乘客未能及時步入車內而被車門夾住，車門會自動打開。這主要是因為在車門上有防擠壓膠條，當防擠壓膠條撞到人時發生形變，形變后改變阻值，阻值的改變直接影響到執行電路，執行電路彈開車門保護乘客。在上述實例當中，防擠壓膠條就是一種力敏傳感器，它將力轉換成了阻值的變化。其實該防擠壓膠條設定的驅動電路阻值的壓力是由專門的檢測儀器來完成的，主要是檢測門關閉后擠壓力大小，將測試工具放在車門中間進行試驗，車門一關閉撞擊檢測儀器就可以檢測撞一個人需用多大的力，這是力敏傳感器在軌道車輛車門中的一個典型的應用。

2 力敏傳感器在高鐵列車氣壓檢測中的應用

在高速動車組200 km和300 km有一個壓力波傳感器。壓力波傳感器安裝在車頭兩側，在列車經過山洞或是兩輛車錯車時用來檢測風壓。傳感器及控制電路可以根據這個檢測對空調機組進行操作，也就是對空調進行打開窗口或關閉囟門的操作。具體的工作過程是這樣的，每當火車經過山洞時，列車的頭部都要首先進入，此時安放在車頭的壓力波傳感器就能先感應到列車過山洞的風壓，坐火車經過山洞的人都應該知道該風壓特別大，這個壓力對車里的乘客有很大的影響，車里的乘客會感覺到耳朵刺痛，因此，每當列車經過山洞時，車頭位置的壓力波傳感器就會將感應信號傳遞給中控系統，之后就會瞬間關閉整個車的空調通風口，用以保護車內的壓力平衡，給乘客比較舒適的感覺。當列車駛出山洞時，傳感器檢測出無壓力后就會自動打開空調的通風口，讓車內空氣和車外空氣進行交換。

3 力敏傳感器在檢測車體風壓上的應用

列車上很多設備都是需要供風的，通常情況下在檢測壓力的時候都需要用到檢測風壓的傳感器，這種傳感器一般都會安裝在風的管路上，通過壓力檢測風壓的大小，給車輛上的電腦（CCU）反饋信號；之后電腦會對壓力出現異常進行判斷，比如：風小時給自己的車輛風管進行充風，壓力大的時候停止充風或壓力異常高時采取排風措施。其實車上很多設備都是供風的，比如：轉向架空氣網里就需要供風。當車輛制動時，制動缸將氣打到轉向架上的風管，經過風管之后給制動夾鉗，制動夾鉗充氣之后，抱死制動盤達到制動作用。此時制動缸里的氣用完了，這時候副風缸或總風缸氣壓不足時，檢測風壓的傳感器會將該信號傳遞給總控系統，總控系統會啟動空氣壓縮機進行充氣。

第二個要舉得例子是列車的塞拉門，現在大部分提速列車使用的是電控氣動塞拉門，電控氣動塞拉門由基架、門扇、驅動、操作、門鎖、電控等部件組成，驅動部件中的氣缸通過連桿機構與門扇、小車、腳踏板鏈接，電控部件中的電磁閥通過電路、氣路系統連接驅動部件的氣缸、操作部件中的內外操作裝置，具有使門的開啟與關閉方便、省力、安全的性能。除此之外還可實現全列車車門的集中控制和分別控制，使各車廂車門開啟與關閉自動化。可列車的塞拉門的壓力如果低于4.5 bar，門就不能正常使用風壓關閉，此時報警反饋給電腦進行提示。這也是使用車體風壓傳感器的一個典型實例。

4 力敏傳感器在緩解泵上的應用

除了以上這些，力敏傳感器在車輛維修維護過程中也得到了廣泛應用，例如：緩解泵中就用到了基于壓電傳感器的液位儀，壓電傳感器是基于壓電效應的一種傳感器。所謂壓電效應指的是在外力作用下，在電介質表面產生電荷，從而實現非電量電測的目的。那么，它是怎么樣應用在緩解泵中的呢？首先來看緩解泵究竟是什么，有什么樣的作用。在軌道列車（例如輕軌）運行過程中一旦出現故障，司機就會緊急剎車，之后等待救援。待到救援到來時，先要做的是將列車用牽引救援車拉回車場，可已經被鎖死的車輪怎么牽引，此時，就需要用到緩解泵，緩解泵的作用就是向制動夾鉗里注入液壓油，當達到10.8 MPa時，停止注入，此時的列車可以在牽引車的帶動下行走，這就是緩解泵的工作原理。這樣的操作一直以來都是人工完成的，但現如今的緩解泵完全是自動化的，檢測注入的機油是否達到0.8 MPa的工作就由壓電式液位儀來完成。當注入的機油達到10.8 MPa時，傳感器將電信號輸送給控制系統，控制系統發出指令，注油閥門自動關閉，完成緩解泵的工作。

除此之外，力敏傳感器在軌道車輛的生產、運營、維修、維護中都有許多的應用，除了力傳感器，軌道車輛上的傳感器還有很多，應該說傳感器的發展提高了軌道車輛的智能性和便捷性，軌道車輛的發展改變了我們的生活，縮短了我們的交通半徑，節省了時間，可以說科技改變了生活。

參考文獻

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