第一篇：傳感器在高鐵中的應用

1、轉向架

轉向架是支承車體并沿著軌道走行的裝置。轉向架是車輛最重要的組成部件之一，它的結構是否合理直接影響車輛的運行品質、動力性能和行車安全。

CHR1動車組轉向架上安裝有用于多個系統用的速度傳感器。

速度傳感器

(1)光電式車速傳感器--由帶孔的轉盤兩個光導體纖維，一個發光二極管，一個作為光傳感器的光電三極管組成。發光二極管透過轉盤上的孔照到光電二極管上實現光的傳遞與接收。

(2)磁電式車速傳感器--模擬交流信號發生器，產生交變電流信號，通常由帶兩個接線柱的磁芯及線圈組成。磁組輪上的逐個齒輪將產生一一對應的系列脈沖，其形狀是一樣的。輸出信號的振幅與磁組輪的轉速成正比(車速)，信號的頻率大小表現于磁組輪的轉速大小。

(3)霍爾式車速傳感器--它們主要應用在曲軸轉角和凸輪軸位置上，用于開關點火和燃油噴射電路觸發，它還應用在其它需要控制轉動部件的位置和速度控制電腦電路中。由一個幾乎完全閉合的包含永久磁鐵和磁極部分的磁路組成，一個軟磁鐵葉片轉子穿過磁鐵和磁極間的氣隙，在葉片轉子上的窗口允許磁場不受影響的穿過并到達霍爾效應傳感器，而沒有窗口的部分則中斷磁場。

紅外軸溫探測傳感器

列車在運行中，車軸與軸承相互摩擦產生熱能。當車軸與軸承間出現故障時，摩擦力增大，產生的熱能就隨之增加,軸箱的溫度也隨之升高。因此,測定軸箱的溫度變化，可以確定軸箱的工作狀態是否正常。鐵路行車早期，采用手摸軸箱的辦法來判斷溫度的變化情況，并以手的感覺來確定車輛與軸承間的工作狀態。采用這種方法，檢測人員勞動強度大，效率低，而且人的手感有差異，沒有標準。

紅外線軸溫探測設備由探頭、軸溫信息處理裝置、傳輸線路、信號報警裝置等部分組成。探頭由光敏器件和光電轉換器件組成。

軌道清障器

CHR1動車組兩個端部轉向架上各裝有一個軌道清障器，用來防止軌道有異物導致出現脫軌現象。

2、弓網系統

電弓是電力牽引機車從接觸網取得電能的電氣設備，安裝在機受車或動車車頂上。受電弓與接觸電網直接接觸，為電力機車提供電力。（包括高壓牽引電機電力以及車廂照明等低壓電力）受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，菱形受電弓，也稱鉆石受電弓，以前非常普遍，后由于維護成本較高以及容易在故障時拉斷接觸網而逐漸被淘汰，近年來多采用單臂弓（圖）。

弓網電弧是指由于接觸導線的不平順、接觸網的振動、受電弓弓頭的振動、軌道的不平順等多種因素的影響，受電弓與接觸導線在相對高速滑動中分離而產生的氣體放電現象。弓網電弧的危害有：侵蝕和磨損接觸導線和受電弓滑板；產生過電壓；產生高頻噪聲；使電力機車的供電質量下降等 針對以上問題，人們提出許多應對方案，如最初的人工觀察記錄的方法，到后來的檢測車，再到現在的視頻監測等。而隨著光開關，即光電傳感器技術的快速發展，這一技術也被用到了弓網離線電弧的檢測方面。由于受電弓離線時，受電弓上的電流為零，所以可通過檢測此時受電弓的電流狀態來測定離線。而這一檢測可通過光電傳感器來完成。

激光位移傳感器對接觸線（車頂）位置和高度的準確測量對接觸網的監控和安裝非常重要。恰當的無接觸的接觸線測量系統已經為韓國高速鐵路公司（KHRC）和英國OLE聯盟所采用。激光三角掃描儀在運行中在線測量接觸線的高度和側面位置，另外5個激光傳感器安裝于車箱上，用于測量車箱的傾斜度、側面位移和軌道間距，所有的這些數據都可以圖形顯示，這套測量系統幾乎可在任何環境下操作（下雨、高溫或結霜天氣）。

3、制動系統

閘瓦制動，又稱踏面制動，是自有鐵路以來使用最廣泛的一種制動方式。它用鑄鐵或其他材料制成的瓦狀制動塊（閘瓦）緊壓滾動著的車輪踏面，通過閘瓦與車輪踏面的機械摩擦將列車的動能轉變為熱能，消散于大氣，并產生制動力。其他制動方式除閘瓦制動外，鐵路機車車輛還有一些其他制動方式。

（一）盤形制動盤形制動（摩擦式圓盤制動）是在車軸上或在車輪輻板側面裝上制動盤，一般為鑄鐵圓盤，用制動夾鉗使合成材料制成的兩個閘片緊壓制動盤側面，通過摩擦產生制動力，把列車動能轉變成熱能，消散于大氣。與閘瓦制動相比，盤形制動有下列主要優點：（1）可以大大減輕車輪踏面的熱負荷和機械磨耗。（2）可按制動要求選擇最佳“摩擦副”（采用閘瓦制動時，作為“摩擦副”一方的車輪的構造和材質不能根據制動的要求來選擇），盤形制動的制動盤可以設計成帶散熱筋的，旋轉時它具有半強迫通風的作用，以改善散熱性能，為采用摩擦性能較好的合成材料閘片創造了有利的條件，適宜于高速列車。（3）制動平穩，幾乎沒有噪聲。但是，盤形制動也有它不足之處：（1）車輪踏面沒有閘瓦的磨刮，輪軌粘著將惡化，所以，還要考慮加裝踏面清掃器（或稱清掃閘瓦），或采用以盤形為主、盤形加閘瓦的混合制動方式，否則，即使有防滑器，制動距離也比閘瓦制動要長。（2）制動盤使簧下重量及其引起的沖擊振動增大，運行中還要消耗牽引功率。盤形制動的制動力

（二）磁軌制動磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）是在轉向架的兩個側架下面，在同側的兩個車輪之間，各安置一個制動用的電磁鐵（或稱電磁靴），制動時將它放下并利用電磁吸力緊壓鋼軌，通過電磁鐵上的磨耗板與鋼軌之間的滑動摩擦產生制動力，并把列車動能變為熱能，消散于大氣。參看圖4—1－5。磁軌制動的制動力式中K——每個電磁鐵的電磁吸力；φ一一電磁鐵與鋼軌間的滑動摩擦系數。與閘瓦和盤形制動相比，磁軌制動的優點是，它的制動力不是通過輪軌粘著產生的，自然也不受該粘著的限制。高速列車加上它，就可以在粘著力以外再獲得一份制動力，使制動距離不致于太長。磁軌制動的不足之處是，它是靠滑動摩擦來產生制動力的，電磁鐵要磨耗，鋼軌的磨耗也要增大，而且，滑動摩擦力無論如何也沒有粘著力大。所以，磁軌制動只能作為緊急制動時的一種輔助的制動方式，用于粘著力不能滿足緊急制動距離要求的高速列車上，在施行緊急制動時與閘瓦（或盤形）制動一起發揮作用。

（三）軌道渦流制動軌道渦流制動又稱線性渦流制動或渦流式軌道電磁制動。它與上述磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）很相似，也是把電磁鐵懸掛在轉向架側架下面同側的兩個車輪之間。不同的是，軌道渦流制動的電磁鐵在制動時只放下到離軌面幾毫米處而不與鋼軌接觸。它是利用電磁鐵和鋼軌的相對運動使鋼軌感應出渦流，產生電磁吸力作為制動力，并把列車動能變為熱能消散于大氣。軌道渦流制動既不通過輪軌粘著（不受其限制），也沒有磨耗問題。但是，它消耗電能太多，約為磁軌制動的10倍，電磁鐵發熱也很厲害，所以，它也只是作為高速列車緊急制動時的一種輔助制動方式。

（四）旋轉渦流制動旋轉渦流制動（渦流式圓盤制動）是在牽引電動機軸上裝金屬盤，制動時金屬盤在電磁鐵形成的磁場中旋轉，盤的表面被感應出渦流，產生電磁吸力，并發熱消散于大氣，從而產生制動作用。與盤形制動（摩擦式圓盤制動）相比，旋轉渦流制動（渦流式圓盤制動）的圓盤雖然沒有裝在輪對上，但同樣要通過輪軌粘著才能產生制動力，也要受粘著限制。而且，與軌道渦流制動相似，旋轉渦流制動消耗的電能也太多。

（五）電阻制動電阻制動廣泛用于電力機車、電動車組和電傳動內燃機車。它是在制動時將原來驅動輪對的自勵的牽引電動機改變為他勵發電機，由輪對帶動它發電，并將電流通往專門設置的電阻器，采用強迫通風，使電阻發生的熱量消散于大氣，從而產生制動作用。

（六）再生制動與電阻制動相似，再生制動也是將牽引電動機變為發電機。不同的是，它將電能反饋回電網，使本來由電能或位能變成的列車動能獲得再生，而不是變成熱能消散掉。顯然，再生制動比電阻制動在經濟上合算，但是技術上比較復雜，而且它只能用于由電網供電的電力機車和電動車組，反饋回電網的電能要馬上由正在牽引運行的電力機車或電動車組接收和利用。上述各種制動方式中，除磁軌制動和軌道渦流制動外，都要通過輪軌粘著來產生制動力并受粘著限制，所以習慣上統稱為“粘著制動”，并把不通過粘著者統稱為“非粘（著）制動”。制動機種類按制動原動力和操縱控制方法的不同，機車車輛制動機可分類為：手制動機、空氣制動機、真空制動機、電空制動機和電（磁）制動機。

? 動車組采用復合制動方式，即動車使用電制動＋空氣制動、拖車使用空氣制動的復合制動方式。

? M車、T車的基礎制動裝置都是采用進行空油變換的增壓缸和油壓盤式裝置。4M4T的編組構成下，T車為全機械制動。? 再生制動與空氣制動的切換，通過電－空協調控制，由制動控制裝置判斷制動力，當再生制動力不足時由空氣制動補充。

4、列車控制系統

列車運行控制系統是對列車速度進行自動控制的各種裝置的統稱, 主要由列車自動防護系統(A TP)和列車自動運行系統(A TO)組成。列車定位系統的基本功能: 能夠在任何時刻、任何地方按要求確定列車的位置, 包括列車行車安全的相關間隔、速度;對軌旁設備和車載設備等資源進行分配和故障診斷;在局部出現故障時, 能夠在滿足一定精度要求的前提下, 降級運行。

高速鐵路已在發達國家取得了很大發展, 所采用的列車定位技術是多種多樣的。如法國AS2TREE 系統采用多普勒雷達進行測速定位;北美ARES、PTC、PTS 系統采用GPS(全球定位系統)進行定位;歐洲ETCS、日本CARA T 系統采用查詢/ 應答器和速度傳感器進行定位;德國L ZB系統采用軌間電纜進行列車定位;美國AA TC 系統采用無線測距進行定位。

（1）輪軸速度傳感器。目前采用的測速裝置, 大多是光電式的。當車輪旋轉一周, 產生脈沖的個 數是固定的, 通過對脈沖的計數, 得到車輪的旋轉 周數, 通過已知的輪徑, 即可得到運行距離, 再除 以計數時間就可得到運行速度。但是當輪徑由于磨 損改變時, 會帶來誤差。此外在運行過程中, 車輪 出現的滑行和空轉也會帶來誤差。目前采用鋪設用 于位置校核的查詢/ 應答器來修正運行距離, 可以 將誤差限制在要求的范圍內。

（2）全球衛星定位系統(GPS)。GPS 由位于地 球上空24 顆衛星和監視管理這群衛星的5 個地面 站組成。這些衛星用原子鐘作為標準時間, 24h 連 續向地球播發精確的時間及位置信息。配有GPS 接收機的用戶, 可在地球上任何地方、任何時刻收 到衛星播發的信息, 通過測量衛星信號發射和接收 的時間間隔, 計算出用戶至衛星的距離, 然后根據 4 顆衛星的數據, 即可實時地確定用戶所在地理位 置。GPS 定位的優點是設備簡單, 成本低, 易于維 護, 但在某些受地形、建筑或樹木遮蔽的地區, 由 于可捕獲衛星的數目少于4 顆, 將導致定位精度顯 著下降, 甚至無法應用。

（3）慣性導航系統。慣性導航系統是通過加速 度計和陀螺等慣性傳感器來測量角速度和加速度的 數值, 進而通過積分獲得速度和位置信息。它的優 點是自主性強, 但由于其位置需要對加速度進行2 次積分得到, 所以定位誤差會隨著時間的平方增 長。光纖陀螺慣性系統能夠準確獲取高速列車實時 運行中的狀態參數, 特別是能夠分辨列車過道岔的 信息, 從而可以準確判斷列車是在上行線還是在下 行線行駛。

加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。加速力是物體在加速過程中作用在物體上的力，可以是常量或變量。一般加速度傳感器根據壓電效應原理工作，加速度傳感器利用其內部由于加速度造成的晶體變形產生電壓，只要計算出產生的電壓和所施加的加速度之間的關系，就可將加速度轉化成電壓輸出。還有很多其他方法制作加速度傳感器，如電容效應、熱氣泡效應、光效應，但其最基本的原理都是由于加速度使某種介質產生變形，通過測量變形量并用相關電路轉化成電壓輸出。

（4）查詢/ 應答器。查詢/ 應答器是鋪設在軌道 中央, 能夠給列車提供位置、路況等信息的裝置, 分為有源和無源2 種。它可以用作連續式列車速度 自動控制系統的列車精確定位設備, 也可以用作點 式列車速度自動控制系統的列車檢測、定位輔助設

備。顯然采用這種方法, 想要準確定位就必須在軌道上設置大量的應答器。

（5）多普勒雷達。多普勒雷達通過多普勒頻移 效應, 直接測量列車相對于雷達波反射面的速度, 從而避免了車輪滑行、空轉和由于磨損導致輪徑改 變而帶來的誤差。但是, 反射面的表面特性會對雷

達的性能產生影響, 列車加速和制動導致的雷達波 與反射面的夾角的改變也會影響定位的精度, 此外 列車的振動也會帶來誤差。(6)交叉感應回線定位

在整個軌道線路沿線鋪設電纜環線，電纜環線位于軌道中間，每隔一定的距離交叉一次。列車經過每個電纜交叉點時通過車載設備檢測環線內信號的相位變化（相位變化原理見圖6。并對相位變化的次數進行計數，從而確定列車運行的距離，達到對列車定位的目的。

（7）無線擴頻定位。在地面設置測距基站和中 心控制站, 在列車二端安裝無線擴頻通信發射機, 發射機向地面測距基站發射定位信息, 測距基站收 到定位信息后計算出偽距, 送至中心控制站進行信 息處理, 其結果顯示在電子地圖上, 并以無線方式 傳遞到機車上。采用這種方式定位比較精確, 但價 格較高。

（8）其他定位方法。在電力牽引區段, 為了測 試并確定接觸網故障點的位置, 發展了一種車載的 應用光電技術記錄線路沿途電桿數的定位方法, 但這種方法在非電力牽引的環境中無法應用。

5、其他傳感器的應用

內端墻拉門為電動式自動門，由天花板內置的光線開關的探測信號，來控制內端墻拉門的自動開閉。

洗臉盆的光電傳感器感應到使用者伸出的手，會分別自動進行噴出乳液、出水、吹出暖風的動作。

高鐵中的煙霧傳感器 1.離子式煙霧傳感器

該煙霧報警器內部采用離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術先進，工作穩定可靠的傳感器，被廣泛運用到各消防報警系統中，性能遠優于氣敏電阻類的火災報警器。它在內外電離室里面有放射源镅241，電離產生的正、負離子，在電場的作用下各自向正負電極移動。在正常的情況下，內外電離室的電流、電壓都是穩定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運動，電流，電壓就會有所改變，破壞了內外電離室之間的平衡，于是無線發射器發出無線報警信號，通知遠方的接收主機，將報警信息傳遞出去。

2.光電式煙霧傳感器

光電煙霧報警器內有一個光學迷宮，安裝有紅外對管，無煙時紅外接收管收不到紅外發射管發出的紅外光，當煙塵進入光學迷宮時，通過折射、反射，接收管接收到紅外光，智能報警電路判斷是否超過閾值，如果超過發出警報。光電感煙探測器可分為減光式和散射光式，分述如下：(1)減光式光電煙霧探測器 該探測器的檢測室內裝有發光器件及受光器件。在正常情況下，受光器件接收到發光器件發出的一定光量；而在有煙霧時，發光器件的發射光到受到煙霧的遮擋，使受光器件接收的光量減少，光電流降低，探測器發出報警信號。(2)散射光式光電煙霧探測器

該探測器的檢測室內也裝有發光器件和受光器件。在正常情況下，受光器件是接收不到發光器件發出的光的，因而不產生光電流。在發生火災時，當煙霧進入檢測室時，由于煙粒子的作用，使發光器件發射的光產生漫射，這種漫射光被受光器件接收，使受光器件的阻抗發生變化，產生光電流，從而實現了煙霧信號轉變為電信號的功能，探測器收到信號然后判斷是否需要發出報警信號。

4、CRH1動車組真空集便器（液面傳感器、壓力傳感器）CRH1、CRH5動車組采用真空集便器。

CRH1集便器工作原理： ①按下廁所的沖水按鈕（當有來自TCMS控制信號，廁所可用狀態下），沖水燈亮。真空發生器開始工作，開始在集污管內形成真空；

②Y1電磁閥得電導通，水增壓器開始工作，使沖水噴嘴對便池進行沖水，此時集污管內很很快達到-35KPa的真空度；

③Y5電磁閥得電，使滑動閥門在水閥和水增壓器關閉前瞬間打開，便池內的污物被抽到集污箱內；

④滑動閥門關閉，稍后真空發生器停止工作，Y1電磁閥失電斷開壓縮空氣后，進水電磁閥Y6開啟，使水流入水增壓器處，當水放滿后進水閥關閉，集便系統處于待令狀態。

第二篇：高鐵傳感器總結

高速鐵路技術及傳感器應用

一、高鐵的定義

對于“高速鐵路”一詞，現時世界上并沒有統一的定義，所以不同的組織或國家均對“高速鐵路”有各異的標準。但近年各地的標準均趨于接近，現時世界上最為受廣泛接受的“高速鐵路”定義為：最高（日常/商業）的營運速度達到200公里/小時的鐵路。

二、世界高速鐵路發展概況

1、高速鐵路的興起

1964年，日本新干線開通運營，開啟了世界鐵路發展的新時代。1981年，法國高速鐵路后來居上，將高速鐵路的發展推上一個新臺階，同時帶動了歐洲高速鐵路的發展，意大利、德國、西班牙等國先后投入建設高速鐵路的行列。

2、中國高速鐵路

2008年中國大陸擁有了第一條時速350公里的高速鐵路-京津城際鐵路。2009年中國擁有了世界上一次建成里程最長、運營速度最高的高速鐵路-武廣客運專線。

3、高速鐵路的發展

法國在發展高速列車方面一直居世界領先地位，曾在1990年創造了每小時515.3公里的世界最高時速紀錄。

2007年4月3日，在剛剛竣工的巴黎－斯特拉斯堡東線鐵路進行了ＴＧＶ試驗，列車時速達到574.8公里。

4、日本高速鐵路

面對法、德等發達國家的激烈競爭，日本聲言:21世紀是新干線時代。日本要使新干線總長從目前的2000公里增加到7000公里，屆時在日本全國將形成以東京為中心的全國一日交通圈(即當日到達東京以外的任一大城市)。

日本高速鐵路技術特點：

（1）線路中橋、隧比重不斷增加，線路標準不斷提高（2）建立試驗段，通過試驗研究解決技術關鍵

（3）高速列車采用動力分散型，不斷降低軸重，全面提高列車性能（4）列車運行密度高、定員多、旅客輸送量大（5）安全性能好、無旅客死亡事故

（6）增加服務設施、提高服務質量、方便旅客換乘

5、法國高速鐵路

馳名世界的高速鐵路是法國技術的驕傲，但在經濟上卻

使國家背上了沉重的包袱，目前法國高速鐵路只有1282公里，法國計劃在21世紀的頭10年內，把東南線延伸至馬賽，還要修建通向意大利和西班牙的南部歐洲線以及巴黎至德國斯特拉斯堡的東部歐洲線。

高速鐵路是個典型的法國傳奇—技術上的成功與財政方面的災難密不可分。法國高速鐵路技術特點：

（1）動車組采用動力集中方式及鉸接式車廂（2）多電流制供電與簡單鏈型懸掛接觸網，能使用一般線路的1500V 3000V直流供電，也能使用高速線25KV交流供電。

（3）采用符合ETCS標準的TVM列車控制系統（4）注重系統的安全性與可靠性。（5）高標準、高質量的線路。

6、德國高速鐵路 德國的高速鐵路技術儲備不亞于法國，1988年他們電力牽引的行車試驗速度突破每小時400公里大關，達到406.9公里。但是德國的實用性高速鐵路直到20世紀90年代初才開始修建。目前已建成總長約2620公里的高速運輸走廊。

德國高速鐵路技術特點：

（1）客貨混跑對高速鐵路線路的要求更高（2）三相交流傳動技術

（3）計算機控制的機車牽引與列車制動技術（4）輕型車體構造（5）列車自診斷技術（6）統一調度指揮（7）無渣軌道技術

三、中國高鐵的關鍵技術及傳感器應用

1、轉向架

轉向架是支承車體并沿著軌道走行的裝置。轉向架是車輛最重要的組成部件之一，它的結構是否合理直接影響車輛的運行品質、動力性能和行車安全。

轉向架中的傳感器 速度傳感器

(1)光電式車速傳感器--由帶孔的轉盤兩個光導體纖維，一個發光二極管，一個作為光傳感器的光電三極管組成。發光二極管透過轉盤上的孔照到光電二極管上實現光的傳遞與接收。

(2)磁電式車速傳感器--模擬交流信號發生器，產生交變電流信號，通常由帶兩個接線柱的磁芯及線圈組成。磁組輪上的逐個齒輪將產生一一對應的系列脈沖，其形狀是一樣的。輸出信號的振幅與磁組輪的轉速成正比(車速)，信號的頻率大小表現于磁組輪的轉速大小。

(3)霍爾式車速傳感器--它們主要應用在曲軸轉角和凸輪軸位置上，用于開關點火和燃油噴射電路觸發，它還應用在其它需要控制轉動部件的位置和速度控制電腦電路中。由一個幾乎完全閉合的包含永久磁鐵和磁極部分的磁路組成，一個軟磁鐵葉片轉子穿過磁鐵和磁極間的氣隙，在葉片轉子上的窗口允許磁場不受影響的穿過并到達霍爾效應傳感器，而沒有窗口的部分則中斷磁場。

紅外軸溫探測傳感器

列車在運行中，車軸與軸承相互摩擦產生熱能。當車軸與軸承間出現故障時，摩擦力增大，產生的熱能就隨之增加,軸箱的溫度也隨之升高。因此,測定軸箱的溫度變化，可以確定軸箱的工作狀態是否正常。鐵路行車早期，采用手摸軸箱的辦法來判斷溫度的變化情況，并以手的感覺來確定車輛與軸承間的工作狀態。采用這種方法，檢測人員勞動強度大，效率低，而且人的手感有差異，沒有標準。

紅外線軸溫探測設備由探頭、軸溫信息處理裝置、傳輸線路、信號報警裝置等部分組成。探頭由光敏器件和光電轉換器件組成。

軌道清障器

CHR1動車組兩個端部轉向架上各裝有一個軌道清障器，用來防止軌道有異物導致出現脫軌現象。

2、弓網系統

電弓是電力牽引機車從接觸網取得電能的電氣設備，安裝在機受車或動車車頂上。受電弓與接觸電網直接接觸，為電力機車提供電力。（包括高壓牽引電機電力以及車廂照明等低壓電力）受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，菱形受電弓，也稱鉆石受電弓，以前非常普遍，后由于維護成本較高以及容易在故障時拉斷接觸網而逐漸被淘汰，近年來多采用單臂弓。弓網電弧

弓網電弧是指由于接觸導線的不平順、接觸網的振動、受電弓弓頭的振動、軌道的不平順等多種因素的影響，受電弓與接觸導線在相對高速滑動中分離而產生的氣體放電現象。弓網電弧的危害有：侵蝕和磨損接觸導線和受電弓滑板；產生過電壓；產生高頻噪聲；使電力機車的供電質量下降等。

針對以上問題，人們提出許多應對方案，如最初的人工觀察記錄的方法，到后來的檢測車，再到現在的視頻監測等。而隨著光開關，即光電傳感器技術的快速發展，這一技術也被用到了弓網離線電弧的檢測方面。由于受電弓離線時，受電弓上的電流為零，所以可通過檢測此時受電弓的電流狀態來測定離線。而這一檢測可通過光電傳感器來完成。

激光位移傳感器

激光位移傳感器對接觸線（車頂）位置和高度的準確測量對接觸網的監控和安裝非常重要。恰當的無接觸的接觸線測量系統已經為韓國高速鐵路公司（KHRC）和英國OLE聯盟所采用。激光三角掃描儀在運行中在線測量接觸線的高度和側面位置，另外5個激光傳感器安裝于車箱上，用于測量車箱的傾斜度、側面位移和軌道間距，所有的這些數據都可以圖形顯示，這套測量系統幾乎可在任何環境下操作（下雨、高溫或結霜天氣）。

3、制動系統

閘瓦制動，又稱踏面制動，是自有鐵路以來使用最廣泛的一種制動方式。它用鑄鐵或其他材料制成的瓦狀制動塊（閘瓦）緊壓滾動著的車輪踏面，通過閘瓦與車輪踏面的機械摩擦將列車的動能轉變為熱能，消散于大氣，并產生制動力。其他制動方式除閘瓦制動外，鐵路機車車輛還有一些其他制動方式。

（一）盤形制動盤形制動（摩擦式圓盤制動）是在車軸上或在車輪輻板側面裝上制動盤，一般為鑄鐵圓盤，用制動夾鉗使合成材料制成的兩個閘片緊壓制動盤側面，通過摩擦產生制動力，把列車動能轉變成熱能，消散于大氣。與閘瓦制動相比，盤形制動有下列主要優點：（1）可以大大減輕車輪踏面的熱負荷和機械磨耗。（2）可按制動要求選擇最佳“摩擦副”（采用閘瓦制動時，作為“摩擦副”一方的車輪的構造和材質不能根據制動的要求來選擇），盤形制動的制動盤可以設計成帶散熱筋的，旋轉時它具有半強迫通風的作用，以改善散熱性能，為采用摩擦性能較好的合成材料閘片創造了有利的條件，適宜于高速列車。（3）制動平穩，幾乎沒有噪聲。但是，盤形制動也有它不足之處：（1）車輪踏面沒有閘瓦的磨刮，輪軌粘著將惡化，所以，還要考慮加裝踏面清掃器（或稱清掃閘瓦），或采用以盤形為主、盤形加閘瓦的混合制動方式，否則，即使有防滑器，制動距離也比閘瓦制動要長。（2）制動盤使簧下重量及其引起的沖擊振動增大，運行中還要消耗牽引功率。盤形制動的制動力

（二）磁軌制動磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）是在轉向架的兩個側架下面，在同側的兩個車輪之間，各安置一個制動用的電磁鐵（或稱電磁靴），制動時將它放下并利用電磁吸力緊壓鋼軌，通過電磁鐵上的磨耗板與鋼軌之間的滑動摩擦產生制動力，并把列車動能變為熱能，消散于大氣。參看圖4—1－5。磁軌制動的制動力式中K——每個電磁鐵的電磁吸力；φ一一電磁鐵與鋼軌間的滑動摩擦系數。與閘瓦和盤形制動相比，磁軌制動的優點是，它的制動力不是通過輪軌粘著產生的，自然也不受該粘著的限制。高速列車加上它，就可以在粘著力以外再獲得一份制動力，使制動距離不致于太長。磁軌制動的不足之處是，它是靠滑動摩擦來產生制動力的，電磁鐵要磨耗，鋼軌的磨耗也要增大，而且，滑動摩擦力無論如何也沒有粘著力大。所以，磁軌制動只能作為緊急制動時的一種輔助的制動方式，用于粘著力不能滿足緊急制動距離要求的高速列車上，在施行緊急制動時與閘瓦（或盤形）制動一起發揮作用。

（三）軌道渦流制動軌道渦流制動又稱線性渦流制動或渦流式軌道電磁制動。它與上述磁軌制動（摩擦式軌道電磁制動）很相似，也是把電磁鐵懸掛在轉向架側架下面同側的兩個車輪之間。不同的是，軌道渦流制動的電磁鐵在制動時只放下到離軌面幾毫米處而不與鋼軌接觸。它是利用電磁鐵和鋼軌的相對運動使鋼軌感應出渦流，產生電磁吸力作為制動力，并把列車動能變為熱能消散于大氣。軌道渦流制動既不通過輪軌粘著（不受其限制），也沒有磨耗問題。但是，它消耗電能太多，約為磁軌制動的10倍，電磁鐵發熱也很厲害，所以，它也只是作為高速列車緊急制動時的一種輔助制動方式。

（四）旋轉渦流制動旋轉渦流制動（渦流式圓盤制動）是在牽引電動機軸上裝金屬盤，制動時金屬盤在電磁鐵形成的磁場中旋轉，盤的表面被感應出渦流，產生電磁吸力，并發熱消散于大氣，從而產生制動作用。與盤形制動（摩擦式圓盤制動）相比，旋轉渦流制動（渦流式圓盤制動）的圓盤雖然沒有裝在輪對上，但同樣要通過輪軌粘著才能產生制動力，也要受粘著限制。而且，與軌道渦流制動相似，旋轉渦流制動消耗的電能也太多。

（五）電阻制動電阻制動廣泛用于電力機車、電動車組和電傳動內燃機車。它是在制動時將原來驅動輪對的自勵的牽引電動機改變為他勵發電機，由輪對帶動它發電，并將電流通往專門設置的電阻器，采用強迫通風，使電阻發生的熱量消散于大氣，從而產生制動作用。

（六）再生制動與電阻制動相似，再生制動也是將牽引電動機變為發電機。不同的是，它將電能反饋回電網，使本來由電能或位能變成的列車動能獲得再生，而不是變成熱能消散掉。顯然，再生制動比電阻制動在經濟上合算，但是技術上比較復雜，而且它只能用于由電網供電的電力機車和電動車組，反饋回電網的電能要馬上由正在牽引運行的電力機車或電動車組接收和利用。上述各種制動方式中，除磁軌制動和軌道渦流制動外，都要通過輪軌粘著來產生制動力并受粘著限制，所以習慣上統稱為“粘著制動”，并把不通過粘著者統稱為“非粘（著）制動”。制動機種類按制動原動力和操縱控制方法的不同，機車車輛制動機可分類為：手制動機、空氣制動機、真空制動機、電空制動機和電（磁）制動機。

動車組采用復合制動方式，即動車使用電制動＋空氣制動、拖車使用空氣制動的復合制動方式。M車、T車的基礎制動裝置都是采用進行空油變換的增壓缸和油壓盤式裝置。4M4T的編組構成下，T車為全機械制動。再生制動與空氣制動的切換，通過電－空協調。控制，由制動控制裝置判斷制動力，當再生制動力不足時由空氣制動補充。

4、列車控制系統

列車運行控制系統是對列車速度進行自動控制的各種裝置的統稱, 主要由列車自動防護系統(A TP)和列車自動運行系統(A TO)組成。

列車定位系統的基本功能: 能夠在任何時刻、任何地方按要求確定列車的位置, 包括列車行車安全的相關間隔、速度;對軌旁設備和車載設備等資源進行分配和故障診斷;在局部出現故障時, 能夠在滿足一定精度要求的前提下, 降級運行。

高速鐵路已在發達國家取得了很大發展, 所采用的列車定位技術是多種多樣的。如法國AS2TREE 系統采用多普勒雷達進行測速定位;北美ARES、PTC、PTS 系統采用GPS(全球定位系統)進行定位;歐洲ETCS、日本CARA T 系統采用查詢/ 應答器和速度傳感器進行定位;德國L ZB系統采用軌間電纜進行列車定位;美國AA TC 系統采用無線測距進行定位。

（1）輪軸速度傳感器。目前采用的測速裝置, 大多是光電式的。當車輪旋轉一周, 產生脈沖的個數是固定的, 通過對脈沖的計數, 得到車輪的旋轉周數, 通過已知的輪徑, 即可得到運行距離, 再除以計數時間就可得到運行速度。但是當輪徑由于磨損改變時, 會帶來誤差。此外在運行過程中, 車輪出現的滑行和空轉也會帶來誤差。目前采用鋪設用于位置校核的查詢/ 應答器來修正運行距離, 可以將誤差限制在要求的范圍內。

（2）全球衛星定位系統(GPS)。GPS 由位于地球上空24 顆衛星和監視管理這群衛星的5 個地面站組成。這些衛星用原子鐘作為標準時間, 24h 連續向地球播發精確的時間及位置信息。配有GPS接收機的用戶, 可在地球上任何地方、任何時刻收到衛星播發的信息, 通過測量衛星信號發射和接收的時間間隔, 計算出用戶至衛星的距離, 然后根據4 顆衛星的數據, 即可實時地確定用戶所在地理位置。GPS 定位的優點是設備簡單, 成本低, 易于維護, 但在某些受地形、建筑或樹木遮蔽的地區, 由于可捕獲衛星的數目少于4 顆, 將導致定位精度顯著下降, 甚至無法應用。

（3）慣性導航系統。慣性導航系統是通過加速度計和陀螺等慣性傳感器來測量角速度和加速度的數值, 進而通過積分獲得速度和位置信息。它的優點是自主性強, 但由于其位置需要對加速度進行2次積分得到, 所以定位誤差會隨著時間的平方增長。光纖陀螺慣性系統能夠準確獲取高速列車實時運行中的狀態參數, 特別是能夠分辨列車過道岔的信息, 從而可以準確判斷列車是在上行線還是在下行線行駛。

加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備。加速力是物體在加速過程中作用在物體上的力，可以是常量或變量。一般加速度傳感器根據壓電效應原理工作，加速度傳感器利用其內部由于加速度造成的晶體變形產生電壓，只要計算出產生的電壓和所施加的加速度之間的關系，就可將加速度轉化成電壓輸出。還有很多其他方法制作加速度傳感器，如電容效應、熱氣泡效應、光效應，但其最基本的原理都是由于加速度使某種介質產生變形，通過測量變形量并用相關電路轉化成電壓輸出。

（4）查詢/ 應答器。查詢/ 應答器是鋪設在軌道中央, 能夠給列車提供位置、路況等信息的裝置,分為有源和無源2 種。它可以用作連續式列車速度自動控制系統的列車精確定位設備, 也可以用作點式列車速度自動控制系統的列車檢測、定位輔助設備。顯然采用這種方法, 想要準確定位就必須在軌道上設置大量的應答器。

（5）多普勒雷達。多普勒雷達通過多普勒頻移效應, 直接測量列車相對于雷達波反射面的速度,從而避免了車輪滑行、空轉和由于磨損導致輪徑改變而帶來的誤差。但是, 反射面的表面特性會對雷達的性能產生影響, 列車加速和制動導致的雷達波與反射面的夾角的改變也會影響定位的精度, 此外列車的振動也會帶來誤差。

(6)交叉感應回線定位

在整個軌道線路沿線鋪設電纜環線，電纜環線位于軌道中間，每隔一定的距離交叉一次。列車經過每個電纜交叉點時通過車載設備檢測環線內信號的相位變化（相位變化原理見圖6。并對相位變化的次數進行計數，從而確定列車運行的距離，達到對列車定位的目的。

（7）無線擴頻定位。在地面設置測距基站和中心控制站, 在列車二端安裝無線擴頻通信發射機發射機向地面測距基站發射定位信息, 測距基站收到定位信息后計算出偽距, 送至中心控制站進行信息處理, 其結果顯示在電子地圖上, 并以無線方式傳遞到機車上。采用這種方式定位比較精確, 但價格較高。

（8）其他定位方法。在電力牽引區段, 為了測試并確定接觸網故障點的位置, 發展了一種車載的應用光電技術記錄線路沿途電桿數的定位方法,但這種方法在非電力牽引的環境中無法應用。

5、其他傳感器的應用

（1）內端墻拉門為電動式自動門，由天花板內置的光線開關的探測信號，來控制內端墻拉門的自動開閉。

（2）洗臉盆的光電傳感器感應到使用者伸出的手，會分別自動進行噴出乳液、出水、吹出暖風的動作。

（3）高鐵中的煙霧傳感器 離子式煙霧傳感器

該煙霧報警器內部采用離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術先進，工作穩定可靠的傳感器，被廣泛運用到各消防報警系統中，性能遠優于氣敏電阻類的火災報警器。它在內外電離室里面有放射源镅241，電離產生的正、負離子，在電場的作用下各自向正負電極移動。在正常的情況下，內外電離室的電流、電壓都是穩定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運動，電流，電壓就會有所改變，破壞了內外電離室之間的平衡，于是無線發射器發出無線報警信號，通知遠方的接收主機，將報警信息傳遞出去。

光電式煙霧傳感器

光電煙霧報警器內有一個光學迷宮，安裝有紅外對管，無煙時紅外接收管收不到紅外發射管發出的紅外光，當煙塵進入光學迷宮時，通過折射、反射，接收管接收到紅外光，智能報警電路判斷是否超過閾值，如果超過發出警報。

光電感煙探測器可分為減光式和散射光式，分述如下：

減光式光電煙霧探測器

該探測器的檢測室內裝有發光器件及受光器件。在正常情況下，受光器件接收到發光器件發出的一定光量；而在有煙霧時，發光器件的發射光到受到煙霧的遮擋，使受光器件接收的光量減少，光電流降低，探測器發出報警信號。

散射光式光電煙霧探測器

該探測器的檢測室內也裝有發光器件和受光器件。在正常情況下，受光器件是接收不到發光器件發出的光的，因而不產生光電流。在發生火災時，當煙霧進入檢測室時，由于煙粒子的作用，使發光器件發射的光產生漫射，這種漫射光被受光器件接收，使受光器件的阻抗發生變化，產生光電流，從而實現了煙霧信號轉變為電信號的功能，探測器收到信號然后判斷是否需要發出報警信號。

（4）CRH1動車組真空集便器（液面傳感器、壓力傳感器）CRH1、CRH5動車組采用真空集便器。CRH1集便器工作原理：

①按下廁所的沖水按鈕（當有來自TCMS控制信號，廁所可用狀態下），沖水燈亮。真空發生器開始工作，開始在集污管內形成真空；

②Y1電磁閥得電導通，水增壓器開始工作，使沖水噴嘴對便池進行沖水，此時集污管內很很快達到-35KPa的真空度；

③Y5電磁閥得電，使滑動閥門在水閥和水增壓器關閉前瞬間打開，便池內的污物被抽到集污箱內；

④滑動閥門關閉，稍后真空發生器停止工作，Y1電磁閥失電斷開壓縮空氣后，進水電磁閥Y6開啟，使水流入水增壓器處，當水放滿后進水閥關閉，集便系統處于待令狀態。

第三篇：溫度傳感器在工業中的應用

紅外溫度傳感器在工業中的應用

隨著工業生產的發展，溫度測量與控制十分重要，溫度參數的準確測量對輸出品質、生產效率和安全可靠的運行至關重要。目前，在熱處理及熱加工中已逐漸開始采用先進的紅外溫度計等非傳統測溫傳感器，來代替傳統的熱電偶、熱電阻類的熱電式溫度傳感器，從而實現生產過程或者重要設備的溫度監視和控制。

基本原理

溫度傳感器 基本原理，最常用的非接觸式溫度傳感器基于黑體輻射的基本定律，稱為輻射測溫儀表。輻射測溫法包括亮度法（見光學高溫計）、輻射法（見輻射高溫計）和比色法（見比色溫度計）。各類輻射測溫方法只能測出對應的光度溫度、輻射溫度或比色溫度。只有對黑體（吸收全部輻射并不反射光的物體）所測溫度才是真實溫度。如欲測定物體的真實溫度，則必須進行材料表面發射率的修正。而材料表面發射率不僅取決于溫度和波長，而且還與表面狀態、涂膜和微觀組織等有關，因此很難精確測量。在自動化生產中往往需要利用輻射測溫法來測量或控制某些物體的表面溫度，如冶金中的鋼帶軋制溫度、軋輥溫度、鍛件溫度和各種熔融金屬在冶煉爐或坩堝中的溫度。在這些具體情況下，物體表面發射率的測量是相當困難的。對于固體表面溫度自動測量和控制，可以采用附加的反射鏡使與被測表面一起組成黑體空腔。附加輻射的影響能提高被測表面的有效輻射和有效發射系數。利用有效發射系數通過儀表對實測溫度進行相應的修正，最終可得到被測表面的真實溫度。最為典型的附加反射鏡是半球反射鏡。球中心附近被測表面的漫射輻射能受半球鏡反射回到表面而形成附加輻射，從而提高有效發射系數式中ε為材料表面發射率，ρ為反射鏡的反射率。至于氣體和液體介質真實溫度的輻射測量，則可以用插入耐熱材料管至一定深度以形成黑體空腔的方法。通過計算求出與介質達到熱平衡后的圓筒空腔的有效發射系數。在自動測量和控制中就可以用此值對所測腔底溫度（即介質溫度）進行修正而得到介質的真實溫度。

在水泥制造生產中的應用

紅外溫度傳感器在水泥制造生產中有著廣泛的應用。據調查目前我國每年因紅窯事故造成的直接經濟損失達2000萬元，間接損失達3億元。用常規的方法很難對非勻速旋轉的水泥胴體進行測溫，國際上先進的辦法是在窯尾預熱平臺上安裝一套紅外掃描測溫儀，系統的軟件部分主要由數據采集濾波、同步掃描控制、數據通訊處理等，紅外輻射測溫儀按預定的掃描方式，實現對窯胴體軸向每一個測量段成的溫度的測量，在一個掃描周期內，紅外溫度傳感器將在掃描裝置的驅動下，將每一個測量元表面的紅外輻射轉換成溫度相關的電信號，送進數據采集裝置作為數據采集，同步裝置保證數據采集與回轉窯的旋轉保持嚴格同步，要讓測量的溫度值與測量元下確對應，測溫儀由掃描起點掃描到終點后，即對窯胴體表面各測量元完成了一次逐元溫度檢測后，立即快速返回掃描起點，開始下一掃描周期的檢測，數據經微機處理后，給出反映窯內狀況的圖像，文字信息，必要時可以發射聲光報警。為保證測量的精度，定要考慮物體的發射率，周圍環境影響。紅外測溫儀要垂直對準窯胴體的表面，因因水汽，塵埃，煙霧的影響，要采取加裝水冷，風吹掃裝置。意義： 1.生產過程中對產品的質量監控與監視，只要溫度控制在設定值內，產品質量會有保證，過低過高都浪費能源； 2.在線安全的檢測可以起到保護人以及設備安全； 3.降低能耗，節約能源。

在熱處理行業中的應用

紅外溫度傳感器可以廣泛的應用于鋼鐵生產過程中，對生產過程的溫度進行監控，對于提高生產率和產品質量至重要。紅外溫度傳感器可精確地監視每個階段，使鋼材在整個加工過程中保持正確的冶金性能。紅外溫度傳感器可以幫助鋼鐵生產過程中提高產品質量和生產率、降低能耗、增強人員安全、減少停機時間等。

紅外溫度傳感器在鋼鐵加工和制造過程中主 要應用在連鑄、熱風爐、熱軋、冷軋、棒材和線材軋制等過程中。

紅外溫度傳感器傳感頭有數字和模擬輸出兩種，發射率可調。—這對于發射率變化金屬材料尤其重要。要生產出優質的產品和提高生產率，在煉鋼的全過程中，精確測溫是關鍵。連鑄將鋼水變為扁坯、板坯或方坯時，有可能出現減產或停機，需精確的實時溫度監測，配以水嘴和流量的調節，以提供合適的冷卻，從而確保鋼坯所要求的冶金性能，最終獲得優質產品、提高生產率和延長設備壽命。所選傳感頭的型號由生產過程和傳感頭安放位置決定。如安裝在惡劣的環境中，視線受到灰塵、水霧或蒸汽的阻擋，光纖雙色傳感頭和一體化 比色測溫探頭是最佳選擇。如需要鑄坯邊緣到邊緣的溫度分布圖，可使用行掃描式紅外測溫儀。熱軋的類型以及軋制過程中軋機的數量和類型隨所加工的產品的類型而變化。為了消除控制冷卻區內蒸汽和灰塵對測溫的影響，使用比色測溫儀即使在目標的能量被阻擋95%的情況下仍可準確測溫。在熱軋過程中，通常冷卻的鋼板由卷取機卷成鋼卷，以便運輸至冷軋或其它設備處。為保持層流冷卻區合理冷卻，在卷取機處需要準確測溫。該點的溫度是至關重要的，因為其決定成卷前的鋼材是否被合理的冷卻。否則不合理的冷卻可能改變鋼材的冶金性能以致造成廢品。由于該點溫度較低且鋼材以 75～100 英尺/秒的速度在運行，因此就需要一種具有快速響應時間的低溫系列的紅外測溫儀。有些軋鋼廠成卷方法是在粗軋之后熱鋼成卷，運到工廠的 其它地方。然后熱軋開卷，并送入精軋，經冷卻，然后在卷取機上重新成卷。在熱軋開卷之處，準確測量及監視溫度非常重要，因為操作人員依此正確設置精軋 機軋輥的參數。經常在完成精軋冷卻之后進行成卷，鋼卷被運至本廠另一個廠區冷軋或運至其它工廠。冷軋使鋼材成為更薄而更平整的產品，這時鋼材是在大約94℃軋制或在環境溫度下完成的。在各精軋機之間安裝的測溫儀使操作員根據檢測的溫度變化來對軋機進行調整。

在有些生產過程中，如高速軋制和振動的細棒或線材產品的溫度測量是很困難的，高性能紅外雙色測溫儀就可以解決這個問題。當目標偏離視場或局部受阻擋（灰塵、蒸汽、障礙物等）的情況下，雙測溫儀仍能精確測溫。熱風爐為高爐提供高溫穩定的熱風，為了安全操作，需監測熱風爐拱頂溫度。目前，我國熱風爐拱頂溫度測量大多采用熱電偶。由于熱電偶的使用環境（高溫，高壓）和結構的 限制，在溫度波動大、振動及安裝方式等諸多因素的影響下，造成熱電偶壽命短、測量準確度不穩定、維護麻煩等缺點。一種專用于熱風爐拱頂溫度測量的紅外測溫保護裝置可以取代熱電偶測溫方法以避免由此方法所帶來的諸多缺點，用戶使用結果證明該裝置運行穩定、可靠、效果良好。

在電力方面的作用

1.連接器-電連接部位會逐漸放松連接器，由于反復的加熱(膨脹)和冷卻(收縮)產生熱量、或者表面臟物、炭沉積和腐蝕。非接觸式紅外測溫探頭HE-155K可以迅速確定表明有嚴重問題的溫升。

2.電動機-為了保持電動機的壽命期，檢查供電連接線和電路斷路器(或者保險絲)溫度是否一致。3.電動機軸承-檢查發熱點，在出現的問題導致設備故障之前定期維修或者更換。4.電動機線圈絕緣層-通過測量電動機線圈絕緣層的溫度，延長它的壽命。

5.各相之間的測量-檢查感應電動機、大型計算機和其它設備的電線和連接器各相之間的溫度是否相同。6.變壓器-空冷器件的繞組可直接用非接觸式紅外測溫探頭HE-155K測量以查驗過高的溫度，任何熱點都表明變壓器繞組的損壞。

7.不間斷電源-確定UPS輸出濾波器上連接線的發熱點。一個溫度低的點表明可能直流濾波線路是開路。8.備用電池-檢查低壓電池以確保連接正確。與電池接頭接觸不良可能會加熱到足以燒毀電池芯棒。9.鎮流器-在鎮流器開始冒煙之前檢查出它的過熱。

在生活中的具體應用

1.冰箱中的溫度傳感器。當冰箱內的溫度高于設定值時，制冷系統自動啟動；而當溫度低于設定值時，制冷系統又會自動停止 冰箱溫度的控制是通過溫度傳感器實現的。2..汽車中的溫度傳感器。車用傳感器是汽車電子設備的重要組成部分，擔負著信息收集的任務。在汽車電噴發動機系統、自動空調系統中，溫度是需測量和控制的重要參數之一。發動機熱狀態的測量、氣體及液體溫度的測量，都需要溫度傳感器來完成。因而車用溫度傳感器是必不可少的。由于發動機工作在高溫(發動機表面溫度可達150℃、排氣歧管可達650℃)、振動(加速度30g)、沖擊(加速度50g)、潮濕(100%RH，-40℃-120℃)以及蒸汽、鹽霧、腐蝕和油泥污染的惡劣環境中，因此發動機控制系統用傳感器耐惡劣環境的技術指標要比一般工業用傳感器高1-2個數量級，其中最關鍵的是測量精度和可靠性。否則，由傳感器帶來的測量誤差將最終導致發動機控制系統難以正常工作或產生故障。溫度傳感器主要用于檢測發動機溫度、吸入氣體溫度、冷卻水溫度、燃油溫度以及催化溫度等。溫度用傳感器有線繞電阻式、熱敏電阻式和熱偶電阻式三種主要類型。三種類型傳感器各有特點，其應用場合也略有區別。線繞電阻式溫度傳感器的精度高，但響應特性差；熱敏電阻式溫度傳感器靈敏度高，響應特性較好，但線性差，適應溫度較低；熱偶電阻式溫度傳感器的精度高，測量溫度范圍寬，但需要配合放大器和冷端處理一起使用。已實用化的產品有非接觸式紅外溫度傳感器(通用型0℃～500℃，精度1%，響應時間500ms；高溫型300℃～1600℃，精度0.5%，響應時間100ms)等。

3..家用電器中的溫度傳感器。溫度傳感器廣泛應用于家用電器(微波爐、空調、油煙機、吹風機、烤面包機、電磁爐、炒鍋、暖風機冰箱、冷柜、熱水器、飲水機、洗碗機、消毒柜、洗衣機、烘干機以及中低溫干燥箱、恒溫箱等場合的溫度測量與控制等)、醫用/家用體溫計，便攜式非接觸紅外溫度測溫儀等等許多方面。

紅外溫度傳感器的益處工業用紅外溫度傳感器的益處

便捷！紅外溫度傳感器可快速提供溫度測量，紅外溫度傳感器為一體化集成式紅外測溫儀，傳感器、光學系統與電子線路共同集成在金屬殼體內。另外由于紅外測溫儀堅實、輕巧，時代瑞資HE-155k易于安裝，金屬殼體上的標準螺紋可與安裝部位快速連接；同時HE-155k還有各型選件（例如吹掃保護套、90°可調安裝支架、數字顯示表等）以滿足各種工況場合要求。

精確!紅外溫度傳感器的另一個先進之處是精確，通常精度都是1度以內。這種性能在你做預防性維護時特別重要，如監視惡劣生產條件和將導致設備損壞或停機的特別事件時。因為大多數的設備和工廠運轉365天，停機等同于減少收入，要防止這樣的損失，通過掃描所有現場電子設備-斷路器、變壓器、保險絲、開關、總線和配電盤以查找熱點。用紅外測溫儀，你甚至可快速探測操作溫度的微小變化，在其萌芽之時就可將問題解決，減少因設備故障造成的開支和維修的范圍。

安全!安全是使用紅外溫度傳感器最重要的益處。不同于接觸測溫儀，非接觸測溫是紅外測溫儀的最大的優點，使用戶可以方便的測量難以接近或移動的目標,你可以在儀器允許的范圍內讀取目標溫度。非接觸溫度測量還可在不安全的或接觸測溫較困難的區域進行，像蒸汽閥門或加熱爐附近，他們不需接觸測溫時一不留神就燒傷手指的風險。高于頭頂25英尺的供/回風口溫度的精確測量就象在手邊測量一樣容易。HE-155k紅外測溫儀有激光瞄準，便于識別目標區域。有了它你的工作變的輕松多了。

出紅外線。紅外溫度傳感器通過紅外探測器將物體輻射的功率信號轉換成電信號后，成像裝置的輸出信號就可以完全一一對應地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經電子系統處理，傳至顯示屏上，得到與物體表面熱分布相應的熱像圖。運用這一方法，便能實現對目標進行遠距離熱狀態圖像成像和測溫并進行分析判斷。

第四篇：傳感器在物聯網中的應用

提到智能時代，不得不提的就是物聯網和傳感器，物聯網就是整個的智能網絡，傳感器則是一個重要的組成部分。如果將物聯網比作一個人，那傳感器就是神經末梢，是全面感知外界的最核心元件。傳感器就是將外界的各種信息轉換為可測量可計算的電信號，經過設置的程序輸出結果，發送指令使各種事物可以不由人控制而只是由外界條件的變化自覺地調整行為。

物聯網，傳感器早已滲透日常生活中的每一個領域，上至宇宙海洋，下至醫學日用，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。現在只是智能技術的最初階段，例如：圖像傳感器，指紋傳感器，壓力傳感器等，人類需求的不斷提升，必然導致其技術的不斷進步創新。

一、物聯網概念與定義

物聯網(TheInternetofthings)的概念是在1999年提出的,它的定義很簡單:把所有物品通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。

現在對物聯網的定義至少有幾十種,都是不同領域專家從不同領域定義的,我們取幾種有代表性的供大家參考: 1.英語中“物聯網”一詞:InternetofThings,可譯成物的互聯網。

2.2005年ITU關于物聯網的定義:是一個具有可識別,可定位的傳感網絡。3.經過與無線網絡(也含固定網絡)連接,使物體與物體之間實現溝通和對話,人與物體之間實現溝通與對話。能實現上述功能的網稱為物聯網。

4.作者比較贊成一種基于泛網及其多制式、多系統、多終端等綜合的物聯網的定義——或稱為廣義物聯網。

二、國內外物聯網發展現狀

從國際上看,歐盟、美國、日本等國都十分重視物聯網的工作,并且已作了大量研究開發和應用工作。如美國把它當成重振經濟的法寶,所以非常重視物聯網 和互聯網的發展,它的核心是利用信息通信技術(ICT)來改變美國未來產業發展模式和結構(金融、制造、消費和服務等),改變政府、企業和人們的交互方式 以提高效率、靈活性和響應速度。按歐盟專家講,歐盟發展物聯網先于美國,確實歐盟圍繞物聯網技術和應用作了不少創新性工作。在北京全球物聯網會議上,他們 介紹了《歐盟物聯網行動計劃》(Internetofthings-AnactionplanforEurope)其目的也是企圖在“物聯網”的發展上引 領世界。

我國在“物聯網”的啟動和發展上與國際相比并不落后,我國中長期規劃《新一代寬帶移動無線通信網》中有重點專項研究開發“傳感器及其網絡”,國內不少城市和省份已大量采用傳感網解決電力、交通、公安、農漁業中的“M2M”等信息通信技術的服務。

在溫總理關于“感知中國”的講話后我國“物聯網”的研究、開發和應用工作進入了高潮,江蘇省無錫市一馬當先率先提出建立“感知中國”研究中心,中國科學院、運營商、知名大學云集無錫共同協力發展我國的物聯網。

三、傳感器在物聯網中的應用

一說到傳感器,可能大家就會往小的方面想,在物聯網的大概念下,一個泛在的物聯網系統,隨著參照物的不同,傳感器可以是一個“大”的“智能物件”, 它可以是一個機器人、一臺機床、一列火車,甚至是一個衛星或太空探測器。物聯網關注傳感器的實際應用,下面是按應用方式進行的分類。

1.液位傳感器:利用流體靜力學原理測量液位,是壓力傳感器的一項重要應用,適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。

2.速度傳感器:是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉變為電量變化的傳感器,適應于速度監測。

3.加速度傳感器:是一種能夠測量加速力的電子設備,可應用在控制、手柄振動和搖晃、儀器儀表、汽車制動啟動檢測、地震檢測、報警系統、玩具、結構 物、環境監視、工程測振、地質勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動測試與分析,以及鼠標,高層建筑結構動態特性和安全保衛振動偵察上。

4.濕度傳感器:分為電阻式和電容式兩種,產品的基本形式都為在基片涂覆感濕材料形成感濕膜。空氣中的水蒸汽吸附于感濕材料后,元件的阻抗、介質常數發生很大的變化,從而制成濕敏元件,適用于濕度監測。

5.氣敏傳感器:是一種檢測特定氣體的傳感器,適用于一氧化碳氣體、瓦斯氣體、煤氣、氟利昂(R11、R12)、呼氣中乙醇、人體口腔口臭的檢測等。

6.壓力傳感器:是工業實踐中最為常用的一種傳感器,廣泛應用于各種工業自控環境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。

7.激光傳感器:利用激光技術進行測量的傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。

8.MEMS傳感器:包含硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器,兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感器,廣泛應用于國防、生產、醫學和非電測量等。

9.紅外線傳感器:利用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器,常用于無接觸溫度測量、氣體成分分析和無損探傷,應用在醫學、軍事、空間技術和環境工程等。

10.超聲波傳感器:是利用超聲波的特性研制而成的傳感器,廣泛應用在工業、國防、生物醫學等。

11.遙感傳感器:是測量和記錄被探測物體的電磁波特性的工具,用在地表物質探測、遙感飛機上或是人造衛星上。

12.視覺傳感器:能從一整幅圖像捕獲光線數以千計的像素,工業應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。

雖然,物聯網的產業供應鏈包括傳感器和芯片供應商、應用設備提供商、網絡運營及服務提供商、軟件與應用開發商和系統集成商。但是,作為“金字塔”的 塔座,傳感器將會是整個鏈條需求總量最大和最基礎的環節。“傳感器是物聯網技術的支撐、應用的支撐和未來泛在網的支撐,傳感器感知了物體的信息,RFID 賦予它電子編碼,傳感網到物聯網的演變是信息技術發展的階段表征。”

0905094128 劉繼源

第五篇：涂聚脲防水在高鐵中的應用

摘 要：隨著我國交通技術的日益更新，各項交通工具也不斷完善，我國的和諧號快速列車就是鮮明的例子。和諧號是我國自主研發的高速列車，它的一系列輔助設施也由我國的科技人員研制，在高速，重載的情況下，列車的穩定性就需要更高的技術要求，隨著科技人員的不斷探索，終于找到了一種可以適應高鐵的新材料——噴涂聚脲材料。

關鍵詞：噴涂聚脲防水，高鐵，應用

引言： 噴涂聚脲技術是國外最新研制的材料技術，近十年來，國外的科學人員相繼研制出高固體份涂料，水性涂料，輻射固化涂料，粉末涂料等一系列低污染甚至無污染的噴涂技術，而噴涂聚脲材料作為最新的防水材料，具有一系列的優勢，比如無溶劑，無污染，純綠色等等。本文將通過對噴涂聚脲材料的使用特點做詳細的分析，并通過講述其在高鐵中的應用從而分析它的使用方法。噴涂聚脲材料的優點

噴涂聚脲材料最大的優點就是具有良好的彈性。正因為這點，非常適合于作為地材混凝土的防護材料。眾所周知，混凝土的材料非常容易斷裂，在極度的溫度下耐久性很差，而在嚴寒或者酷暑的考驗下，很容易發生斷裂等情況，而聚脲材料正好彌補了混凝土的這一缺點，它具有非常良好的裂縫延伸性。在很多情況下，混凝土容易受到壓力而發生斷裂，而保護在外面的聚脲材料卻不會發生任何的斷裂情況，反而會將混凝土的碎片牢牢的聚在一起，正是由于聚脲材料的柔韌性和高度的力學強度，可以防止混凝土在遇到任何的惡劣天氣都不會發生斷裂，起到了很好的防水和保護作用。

其次就是聚脲材料優異的物理性能，比如它的抗拉強度，防撕裂強度，延伸率，耐磨性等等，在這些特點中，高的抗拉強度可以使聚脲材料抵御了溫度的驟然變化帶來的熱脹冷縮危害，而良好的伸長率則會使其具備較強的裂縫彌合能力，如果在一些特殊情況下，混凝土發生斷裂或者開裂，聚脲材料會自動彌合裂縫，防止因為裂縫出現一些意外事故。

再者就是比較細致的特點。比如說不含催化劑，可以快速固化，不需要外界的條件就可以在曲面，鞋面以及垂直面噴涂成型，噴涂成型之后也不會產生流掛的現象，同時還可以解決前的涂料遇到的凸凹，拐角，邊角等角落無法噴涂的問題；聚脲材料還具有很強的防腐蝕性能，可以抵抗酸堿鹽，海水等一系列腐蝕介質的侵蝕；可以輕松的進行噴涂或者澆注，每次的施工厚度可以從幾百微米到幾厘米不等，提高了施工速度，大大的降低了施工時間。

最后就是聚脲材料對水氣，濕氣不敏感，可以承受住陰雨天氣以及各種潮濕環境，在施工中也不需要顧慮到施工環境的溫度，濕度等影響，著實提高了工作效率。聚脲材料在高鐵中的具體應用

第一就是要對高鐵橋面做基面處理。在高鐵橋面進行噴涂聚脲防水技術處理之前，需要對噴涂的表面做拋丸技術處理，而拋丸技術處理后的混凝土基面也是有一定規格要求的，一般要求基面的有效創面需要大于百分之九十五，而粗糙度達到sp3等級。為了達到此項要求，一般的施工單位都會將配置一個高質量的拋丸機作為施工的一項重要條件。而對于拋丸機，施工單位普遍認為柏瑞泰克無論從操作性能方面還是從處理問題能力方面都是比較高端的。為了達到預期效果，一般需要對拋丸機器做以下的參數處理，第一就是鋼丸的規格，第二就是鋼丸的流量，也就是電機的負載電流，第三就是拋丸機的行進速度。在施工的過程當中，要盡量保證拋丸機能夠直線行駛，從而可以使相鄰的行進道上邊緣恰好可以相切，如若不然，就會出現部分地段出現漏拋或者需要補拋基面的情況。同時還應特別注意的是，在拋丸機行駛的過程中，要注意對駕駛者人身安全的保護，因為在拋丸機行駛的過程當中，極易造成鋼丸的飛濺，鋼丸不僅具有一定的質量和硬度，同時具備很高的速度，飛濺的鋼丸打到人的身上，極易造成安全事故，因此要特別注意對駕駛人員的安全措施保護。聚脲噴涂的施工過程

以往的噴涂技術一般都是由施工人員手動完成，而在噴涂的過程當中則需要一定的噴涂技巧，這就需要施工人員具備相當高的經驗和技巧，難度可想而知。而目前在城際高速鐵路中一般都采用噴涂車的方式進行噴涂，不僅省去了大量的人力物力，而且也提高了工作質量，降低了工作難度。在目前我國使用的自動噴涂技術中，一般需要控制噴涂車的兩項工作指標，行走速度與噴槍的往復速度。在噴涂施工之前，需要對這兩項指標進行調整，從而控制噴涂聚脲土層的質量以及厚度，而這兩項指標也會因為噴涂車的型號不同而不同，需要人員通過大量的實際工作中得出具備參照性的數據。在掌握這兩項數據的過程中，首先要確定噴槍的往返速度，然后再控制噴涂車的行走速度，如果行走速度過大，噴涂的土層表面就會出現很多不規則的搭接痕跡，反之如果行走速度過慢，則會造成厚度過大，浪費大量的材料，無意中提高了噴涂成本。