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、振動和地震傳感器

擴展的帶寬 (DC 至>1kHz @ -5%)

出色的長期穩(wěn)定性

惡劣環(huán)境（沖擊，振動，溫度）

安全關鍵技術應用

介紹

未來的列車系統(tǒng)將會集成越來越高的高科技技術，用以引導和控制車輛，減少維修費用和便于維修規(guī)劃，同時，提高乘客和駕駛員的安全性和舒適性。因此，種類繁多的傳感器必會不斷納入現(xiàn)代化的火車中。

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，包括慣性力（加速度）、傾斜、振動和沖擊。所應用的各種不同技術，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，提供不同級別的性能，而最好的顯然是電容產(chǎn)品，它們有良好的長期穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)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制造工藝過程中提供了一個替代傳統(tǒng)的宏觀尺度的加工和裝配技術。這項技術源于微電子產(chǎn)業(yè)，并與集成電路（IC）和特定的MEMS加工工藝的技術相結合，研制生產(chǎn)出微觀機械結構的產(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在長期的可靠性、長期穩(wěn)定性、信號噪聲、魯棒性、尺寸和功耗上有更高的性能。鐵路技術中的運動傳感器運動傳感器在鐵路技術領域的各種應用。典型例子如下：

轉(zhuǎn)向架安全性和舒適度的監(jiān)測和診斷系統(tǒng)

提高乘客舒適性的高速列車傾斜控制系統(tǒng)

磁懸浮列車的位置監(jiān)控

控制系統(tǒng)

健康與使用監(jiān)控系統(tǒng)（HUMS）

運輸過程中的震動監(jiān)測

精確的列車定位

鐵路軌道安全和維護的監(jiān)測系統(tǒng)

應用說明

鐵路技術中的colibrys加速度計

據(jù)報道，有許多將運動傳感器產(chǎn)品用于鐵路技術市場的機會。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鍵應用的資格。

列車上的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高速列車上的傾斜監(jiān)測系統(tǒng)。西門子公司已開發(fā)出一種轉(zhuǎn)向架監(jiān)測系統(tǒng)，檢測范圍內(nèi)軸承、傳動軸、剎車或輪子的磨損和識別任何潛在的轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定，可能會引發(fā)的事故。這是由西門子交通有史以來設計和制造的第一個轉(zhuǎn)向架監(jiān)測系統(tǒng)。這種高度創(chuàng)新的轉(zhuǎn)向架監(jiān)測系統(tǒng)使用每車廂24個Colibrys傳感器，有些則每車安裝200個傳感器。最早的三列列車已在2010年生產(chǎn)，最終系統(tǒng)的資格將在2011年被認定。

擺式列車是另一個完善的應用。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用于鐵路的不同類型的加速度計：

.VS9000 Colibrys專為振動傳感需要的產(chǎn)品，寬帶寬，可擴展的g范圍，體積小，專用信號調(diào)節(jié)。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)品系列是專為需要長期穩(wěn)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）。在電源電壓為5V的全加速度范圍內(nèi)，輸出的是一個在0.5V和4.5V之間變化的比例的模擬電壓。它需要一個穩(wěn)定的電源，因為任何不穩(wěn)定的會直接傳輸?shù)捷敵觥?/p>

該傳感器是完全一體化的，封裝在一個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。若需要進一步的技術信息，請參閱相關的產(chǎn)品文件和規(guī)格。

總結

MEMS電容式加速度計是大多數(shù)國家快速增長的高速列車鐵路市場的最佳人選，并且新一代高速列車的配置將需要越來越多車載安全控制設備，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。