一种调谐类设备选配方法和选配工装与流程

1.本发明涉及无绝缘轨道电路技术领域，更具体地说，涉及一种调谐类设备选配方法和选配工装。


背景技术：

2.zpw-2000a型无绝缘轨道电路使用电气绝缘节来实现相邻轨道电路区段的隔离。调谐类设备是电气绝缘节的重要组成设备。调谐类设备由电感器、电容器两种元件串并联组成；在制造调谐类设备的过程中需对调谐类设备进行选配，选配的目的是调整调谐类设备中使用的元件间连接线缆长度和电容器容值，使调谐类设备的阻抗值达到“对于本区段载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段载频信号呈现零阻抗”的指标。
3.目前最常用的选配方法是：先将调谐类设备按接线图进行焊接，元件间连接线缆长度一定，并且不添加补偿电容器；焊接完成后试验整机的阻抗值是否符合上述指标要求，若不符合，则调整元件间连接线缆长度和相应容值的补偿电容器，然后重新焊接并试验，直至符合。但是，反复焊接、试验会造成选配效率低下，而且在反复焊接过程中也存在损伤元件的风险。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种调谐类设备选配方法和选配工装，以提高选配效率，同时降低元件损伤风险。
5.一种调谐类设备选配方法，包括：
6.在对调谐类设备进行整机制造前，首先测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数，所述各元件的参数包括：各电感器的内阻和感值以及各电容器的内阻和容值；
7.然后，根据第一函数关系和第二函数关系确定出能够使所述调谐类设备满足阻抗指标的r2和c'的值，r2为所述调谐类设备所需调整的连接线缆的内阻，c'为所述调谐类设备所需增加的补偿电容器容值；
8.其中，所述第一函数关系是指所述调谐类设备的极阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系，所述第二函数关系是指所述调谐类设备的零阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系。
9.可选的，在上述公开的任一种调谐类设备选配方法中，所述测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数，包括：采用四线检测法测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数。
10.可选的，在上述公开的任一种调谐类设备选配方法中，所述调谐类设备为对于本区段2000hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段2600hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备。
11.可选的，在上述公开的任一种调谐类设备选配方法中，所述调谐类设备为对于本
区段2600hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段2000hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备。
12.可选的，在上述公开的任一种调谐类设备选配方法中，所述调谐类设备为对于本区段1700hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段2300hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备。
13.可选的，在上述公开的任一种调谐类设备选配方法中，所述调谐类设备为对于本区段2300hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段1700hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备。
14.一种调谐类设备选配工装，包括：测试工装和控制器；
15.所述测试工装，用于在对调谐类设备进行整机制造前，测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数，所述各元件的参数包括：各电感器的内阻和感值以及各电容器的内阻和容值；
16.所述控制器，用于根据第一函数关系和第二函数关系确定出能够使所述调谐类设备满足阻抗指标的r2和c'的值，r2为所述调谐类设备所需调整的连接线缆的内阻，c'为所述调谐类设备所需增加的补偿电容器容值；
17.其中，所述第一函数关系是指所述调谐类设备的极阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系，所述第二函数关系是指所述调谐类设备的零阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系。
18.可选的，在上一种调谐类设备选配工装中，所述测试工装具体用于在对调谐类设备进行整机制造前，采用四线检测法测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数，所述各元件的参数包括：各电感器的内阻和感值以及各电容器的内阻和容值。
19.可选的，所述测试工装采用气动顶针来实现与本调谐类设备进行整机制造所需的各元件的测试端子相连接。
20.可选的，所述测试工装使用与本调谐类设备进行整机制造所需的各元件外形相近的底座来对各元件进行固定。
21.从上述的技术方案可以看出，本发明在对调谐类设备进行整机生产之前，先根据调谐类设备进行整机生产所需使用的电感器参数和电容器参数，计算出本台调谐类设备为满足阻抗指标所需调整的连接线缆长度和补偿电容器容值，然后根据计算结果直接进行调谐类设备整机生产即可，此时一次性生产得到的整机满足阻抗指标。这样，相比现有技术在整机生产后再反复试验、焊接的方案，本发明能够大大提高生产效率，且不存在反复焊接所带来的元件损伤风险。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为1700hz轨道电路区段的调谐类设备的极阻抗指标示意图；
24.图2为1700hz轨道电路区段的调谐类设备的零阻抗指标示意图；
25.图3为调谐类设备的阻抗组成示意图；
26.图4为本发明实施例公开的一种调谐类设备选配方法流程图；
27.图5为某台调谐类设备的元件参数测试工装电路接线图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.zpw-2000a型无绝缘轨道电路的上行线路间隔交替使用2000hz和2600hz两种载频信号(即在上行线路上2000hz轨道电路区段、2600hz轨道电路区段间隔交替排列)、下行线路间隔交替使用1700hz和2300hz两种载频信号(即在下行线路上1700hz轨道电路区段、2300hz轨道电路区段间隔交替排列)，上/下行线路均采用电气绝缘节实现相邻轨道电路区段的隔离。调谐类设备是电气绝缘节的重要组成设备，本区段的调谐类设备对于本区段载频信号呈现极阻抗，利于本区段载频信号的传输和接收；并且，对于相邻区段载频信号呈现零阻抗，可靠地短路相邻区段载频信号，防止了信号的越区传输，这样便实现了相邻轨道电路区段的隔离。
30.zpw-2000a型无绝缘轨道电路中的调谐类设备根据频率分为四种型号，分别是：2000hz轨道电路区段的调谐类设备(即对于本区段2000hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段2600hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备)、2600hz轨道电路区段的调谐类设备(即对于本区段2600hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段2000hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备)、1700hz轨道电路区段的调谐类设备(即对于本区段1700hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段2300hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备)和2300hz轨道电路区段的调谐类设备(即对于本区段2300hz载频信号呈现极阻抗、并且对于相邻区段1700hz载频信号呈现零阻抗的调谐类设备)。
31.可见，上述任一种调谐类设备的阻抗指标包括极阻抗指标和零阻抗指标这两项。已知其极阻抗指标为一个平行四边形区域，横坐标为极阻抗的实部，纵坐标为极阻抗的虚部；其零阻抗指标也为一个平行四边形区域，横坐标为零阻抗的实部，纵坐标为零阻抗的虚部。以所述1700hz轨道电路区段的调谐类设备为例，其极阻抗指标参见图1中示出的平行四边形区域，其零阻抗指标参见图2中示出的平行四边形区域。
32.上述任一种调谐类设备均由电感器、电容器两种元件串并联组成；影响调谐类设备阻抗指标的电路组成部分除了电感器和电容器两种元件外，还包括调谐类设备中使用的元件间的连接片和连接线缆。对调谐类设备进行选配的目的就是在调谐类设备使用的电感器、电容器、连接片和连接线缆的基础上，调整连接线缆长度和电容器容值，使调谐类设备满足阻抗指标。其中，调整连接线缆长度，可以是裁剪下或接上一段连接线缆；调整电容器容值，就是增加并联的补偿电容器。由此可知，一台调谐类设备的阻抗组成示意图如图3所示，包括如下5个部分：
33.1)使用的连接片、连接线缆的总阻抗，其值为：感值l1，内阻r1；
34.由于每台调谐类设备使用的连接片、连接线缆基本一致，所以可将任意一台调谐
类设备使用的连接片、连接线缆的总阻抗视为定值，即l1、r1为定值；
35.2)为使调谐类设备满足阻抗指标，调整的连接线缆的阻抗，其值为：感值l2，内阻r2；
36.由于调整的连接线缆长度一般≤0.5m，所以其感值l2非常小，可忽略不计；
37.3)使用的电感器的总阻抗，其值为：感值l3，内阻r3；
38.4)使用的电容器的总阻抗，其值为：容值c，内阻r4；
39.5)为使调谐类设备满足阻抗指标，增加的补偿电容器的总阻抗，其值为：容值c'；补偿电容器与主电容器(即调谐类设备中原本使用的电容器)并联后的内阻几乎等于主电容器自身内阻，故补偿电容器内阻可忽略不计，所以图3中未示出补偿电容器的内阻。
40.基于图3示出的调谐类设备阻抗组成，本发明实施例公开了如图4所示的调谐类设备选配方法，包括：
41.步骤s01：在对调谐类设备进行整机制造前，测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数，所述各元件的参数包括：各电感器的内阻和感值以及各电容器的内阻和容值。
42.具体的，调谐类设备进行整机制造所需使用的各电感器的总内阻即为上述内阻r3，所需使用的各电感器的总感值即为上述感值l3，所需使用的各电容器的总内阻即为上述内阻r4，所需使用的各电容器的总容值即为上述容值c。
43.为了使元件参数测试更精准，本发明实施例推荐采用四线检测法进行测试，并与1ω标准电阻进行对比计算。
44.以某台2000hz轨道电路区段的调谐类设备为例，假设其由电感器l、电容器c1、电容器c2和电容器c3串并联组成整机，则对于采用四线检测法来同时测试电感器l、电容器c1、电容器c2和电容器c3的参数的测试工装来说，其电路接线图例如图5所示。其中，电感器l的感值为30～100μh，内阻为3～5mω；电容器c1、c2、c3的容值范围为60～130μf，内阻≤5mω；连接各元件的线缆单位长度内阻约为0.2mω/cm；在前述参数范围内，所述测试工装使用测试精度为1％的仪表，即可满足元件参数测试精度需求。
45.可选的，为保证测试过程中元件接触可靠，所述测试工装选用气动顶针来实现与本调谐类设备进行整机制造所需使用的各元件的测试端子相连接。在某一实际应用场景下，气动顶针可移动范围为30mm，顶针压力选为50n，各组顶针动作一致性误差在1mm以内。
46.可选的，为防止测试过程元件发生偏移，所述测试工装使用与本调谐类设备进行整机制造所需使用的各元件外形相近的底座来对各元件进行固定。
47.步骤s02：根据第一函数关系和第二函数关系计算出能够使所述调谐类设备满足阻抗指标的r2和c'的值，r2为所述调谐类设备所需调整的连接线缆的内阻，c'为所述调谐类设备所需增加的补偿电容器容值；
48.其中，所述第一函数关系是指所述调谐类设备的极阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系，所述第二函数关系是指所述调谐类设备的零阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系。
49.具体的，在图3中，r3、l3、r4、c的值均已通过步骤s01测试得到，又由于l1、r1为定值，l2的值忽略不计，所以影响调谐类设备阻抗指标的只有所需调整的连接线缆的内阻r2以及补偿电容器容值c'的大小。则综合下述4个公式，计算出符合阻抗指标的r2以及c'即
可：
50.公式1：调谐类设备极阻抗指标的实部＝r1 r2 r3 r4；
51.公式2：调谐类设备极阻抗指标的虚部＝-1/2π*本区段载频*(c c') 2π*本区段载频*(l1 l3)；
52.公式3：调谐类设备零阻抗指标的实部＝r1 r2 r3 r4；
53.公式4：调谐类设备零阻抗指标的虚部＝-1/2π*相邻区段载频*(c c') 2π*相邻区段载频*(l1 l3)。
54.其中，公式1和公式2共同构成上述第一函数关系，公式3和公式4共同构成上述第二函数关系。需要说明的是，由于公式1～公式4中极阻抗指标的实部、极阻抗指标的虚部、零阻抗指标的实部、零阻抗指标的虚部均为一个范围，所以最终计算出的r2和c'也均是一个范围，在该范围内任意取值即可。
55.已知r2大小，也就知道了所需调整的连接线缆的长度。已知图3中各个参数的值后，再对调谐类设备进行整机生产即可。
56.由以上描述可以看出，本发明实施例在对调谐类设备进行整机生产之前，先根据调谐类设备进行整机生产所需使用的电感器参数和电容器参数，计算出本台调谐类设备为满足阻抗指标所需调整的连接线缆长度和补偿电容器容值，然后根据计算结果直接进行调谐类设备整机生产即可，此时一次性生产得到的整机满足阻抗指标。这样，相比现有技术在整机生产后再反复试验、焊接的方案，本发明实施例能够大大提高生产效率，且不存在反复焊接所带来的元件损伤风险。
57.与上述方法实施例相对应的，本发明实施例还公开了一种调谐类设备选配工装，包括：测试工装和控制器；
58.所述测试工装，用于在对调谐类设备进行整机制造前，测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数，所述各元件的参数包括：各电感器的内阻和感值以及各电容器的内阻和容值；
59.所述控制器，用于根据第一函数关系和第二函数关系确定出能够使所述调谐类设备满足阻抗指标的r2和c'的值，r2为所述调谐类设备所需调整的连接线缆的内阻，c'为所述调谐类设备所需增加的补偿电容器容值；
60.其中，所述第一函数关系是指所述调谐类设备的极阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系，所述第二函数关系是指所述调谐类设备的零阻抗关于所述各元件的参数、内阻r2和容值c'的函数关系。
61.可选的，所述测试工装具体用于在对调谐类设备进行整机制造前，采用四线检测法测试所述调谐类设备进行整机制造所需的各元件的参数，所述各元件的参数包括：各电感器的内阻和感值以及各电容器的内阻和容值。
62.可选的，所述测试工装采用气动顶针来实现与本调谐类设备进行整机制造所需的各元件的测试端子相连接。
63.可选的，所述测试工装使用与本调谐类设备进行整机制造所需的各元件外形相近的底座来对各元件进行固定。
64.综上所述，本发明在对调谐类设备进行整机生产之前，先根据调谐类设备进行整机生产所需使用的电感器参数和电容器参数，计算出本台调谐类设备为满足阻抗指标所需
调整的连接线缆长度和补偿电容器容值，然后根据计算结果直接进行调谐类设备整机生产即可，此时一次性生产得到的整机满足阻抗指标。这样，相比现有技术在整机生产后再反复试验、焊接的方案，本发明能够大大提高生产效率，且不存在反复焊接所带来的元件损伤风险。
65.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的选配工装而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
66.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的不同对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
68.对于系统实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
69.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
70.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。