力敏传感器在轨道车辆中的应用

王迪

摘 要：在轨道车辆交通中，越来越多的传感器得到了广泛应用。这其中就包含了力敏传感器，力敏传感器在轨道列车车门，在高铁列车气压检测、在车体风压检测、在车辆维修维护过程中所使用的缓解泵上都有重要的应用；除此之外，力敏传感器在轨道车辆的生产、运营、维修、维护中都有诸多的应用，除了力敏传感器，轨道车辆上的传感器还有很多，应该说传感器的发展提高了轨道车辆的智能性和便捷性，轨道车辆的发展改变了我们的生活，缩短了交通半径，节省了时间，可以说科技改变了生活。

关键词：力敏传感器 轨道车辆 交通 防挤压胶条 气压检测 缓解泵

中图分类号：O351 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0074-02

在轨道车辆交通中，越来越多的传感器得到了广泛应用。这其中就包含了力敏传感器。其实，力敏传感器的种类非常的多。例如：应变式的力敏传感器、电容式的力敏传感器、电感式的力敏传感器以及压电式的力敏传感器。除了上述这些类型的力敏传感器外，凡是能够将力转换为电或者是电的参量的元件或设备都可称之为力敏传感器。

1 力敏传感器在轨道列车车门上的应用

在轨道列车上有许多地方应用到了力敏传感器，例如：轨道列车的车门。在轨道车辆运行过程中，当车门闭合时，如果恰巧有乘客未能及时步入车内而被车门夹住，车门会自动打开。这主要是因为在车门上有防挤压胶条，当防挤压胶条撞到人时发生形变，形变后改变阻值，阻值的改变直接影响到执行电路，执行电路弹开车门保护乘客。在上述实例当中，防挤压胶条就是一種力敏传感器，它将力转换成了阻值的变化。其实该防挤压胶条设定的驱动电路阻值的压力是由专门的检测仪器来完成的，主要是检测门关闭后挤压力大小，将测试工具放在车门中间进行试验，车门一关闭撞击检测仪器就可以检测撞一个人需用多大的力，这是力敏传感器在轨道车辆车门中的一个典型的应用。

2 力敏传感器在高铁列车气压检测中的应用

在高速动车组200 km和300 km有一个压力波传感器。压力波传感器安装在车头两侧，在列车经过山洞或是两辆车错车时用来检测风压。传感器及控制电路可以根据这个检测对空调机组进行操作，也就是对空调进行打开窗口或关闭囟门的操作。具体的工作过程是这样的，每当火车经过山洞时，列车的头部都要首先进入，此时安放在车头的压力波传感器就能先感应到列车过山洞的风压，坐火车经过山洞的人都应该知道该风压特别大，这个压力对车里的乘客有很大的影响，车里的乘客会感觉到耳朵刺痛，因此，每当列车经过山洞时，车头位置的压力波传感器就会将感应信号传递给中控系统，之后就会瞬间关闭整个车的空调通风口，用以保护车内的压力平衡，给乘客比较舒适的感觉。当列车驶出山洞时，传感器检测出无压力后就会自动打开空调的通风口，让车内空气和车外空气进行交换。

3 力敏传感器在检测车体风压上的应用

列车上很多设备都是需要供风的，通常情况下在检测压力的时候都需要用到检测风压的传感器，这种传感器一般都会安装在风的管路上，通过压力检测风压的大小，给车辆上的电脑（CCU）反馈信号；之后电脑会对压力出现异常进行判断，比如：风小时给自己的车辆风管进行充风，压力大的时候停止充风或压力异常高时采取排风措施。其实车上很多设备都是供风的，比如：转向架空气网里就需要供风。当车辆制动时，制动缸将气打到转向架上的风管，经过风管之后给制动夹钳，制动夹钳充气之后，抱死制动盘达到制动作用。此时制动缸里的气用完了，这时候副风缸或总风缸气压不足时，检测风压的传感器会将该信号传递给总控系统，总控系统会启动空气压缩机进行充气。

第二个要举得例子是列车的塞拉门，现在大部分提速列车使用的是电控气动塞拉门，电控气动塞拉门由基架、门扇、驱动、操作、门锁、电控等部件组成，驱动部件中的气缸通过连杆机构与门扇、小车、脚踏板链接，电控部件中的电磁阀通过电路、气路系统连接驱动部件的气缸、操作部件中的内外操作装置，具有使门的开启与关闭方便、省力、安全的性能。除此之外还可实现全列车车门的集中控制和分别控制，使各车厢车门开启与关闭自动化。可列车的塞拉门的压力如果低于4.5 bar，门就不能正常使用风压关闭，此时报警反馈给电脑进行提示。这也是使用车体风压传感器的一个典型实例。

4 力敏传感器在缓解泵上的应用

除了以上这些，力敏传感器在车辆维修维护过程中也得到了广泛应用，例如：缓解泵中就用到了基于压电传感器的液位仪，压电传感器是基于压电效应的一种传感器。所谓压电效应指的是在外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现非电量电测的目的。那么，它是怎么样应用在缓解泵中的呢？首先来看缓解泵究竟是什么，有什么样的作用。在轨道列车（例如轻轨）运行过程中一旦出现故障，司机就会紧急刹车，之后等待救援。待到救援到来时，先要做的是将列车用牵引救援车拉回车场，可已经被锁死的车轮怎么牵引，此时，就需要用到缓解泵，缓解泵的作用就是向制动夹钳里注入液压油，当达到10.8 MPa时，停止注入，此时的列车可以在牵引车的带动下行走，这就是缓解泵的工作原理。这样的操作一直以来都是人工完成的，但现如今的缓解泵完全是自动化的，检测注入的机油是否达到0.8 MPa的工作就由压电式液位仪来完成。当注入的机油达到10.8 MPa时，传感器将电信号输送给控制系统，控制系统发出指令，注油阀门自动关闭，完成缓解泵的工作。

除此之外，力敏传感器在轨道车辆的生产、运营、维修、维护中都有许多的应用，除了力传感器，轨道车辆上的传感器还有很多，应该说传感器的发展提高了轨道车辆的智能性和便捷性，轨道车辆的发展改变了我们的生活，缩短了我们的交通半径，节省了时间，可以说科技改变了生活。

参考文献

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