1 高速动车组浮球式液位传感器应用介绍
高速动车组卫生系统采用Monogram集中控制式真空集便系统收集来自便器的污物，真空集便系统主要由污物箱(含中转箱及真空发生器)、便器、水增压器、气动控制单元、电气控制单元、管路等组成。
当按动便器冲洗按钮，真空发生装置开始工作，中转箱内真空度达到设定值后，水增压单元提供压力水冲洗便器，便器蝶阀打开，污物在负压作用下进入中转箱，蝶阀关闭，水增压单元提供压力水对便器进行二次冲洗，水增压单元补水，1次冲洗循环结束。中转箱容积约35L，浮球式液位传感器设定在20L位置，当便器连续使用设定次数(12次)或中转箱液位达到浮球式液位传感器位置时，系统会向中转箱注入正压空气，污物在正压的作用下进入污物箱。污物箱装有三个浮球式液位传感器，用于指示污物箱20%、80%和100%三种液位，其中80%及100%液位可在卫生系统电气控制单元、车上液位及加热显示器、车下液位显示器及MON监控器上指示；20%液位可在车上液位/加热显示器、车下液位显示器显示。当污物箱液位达20%和80%时，便器可正常工作；当污物箱100%满时，本车所有便器不可用。
2.高速动车组浮球式液位传感器原理结构及故障现象
2.1高速动车组浮球式液位传感器结构及电气原理
高速动车组浮球式液位传感器是由浮球、螺纹接口及信号线缆三部分组成，浮球为丁腈橡胶材质，直径23mm。当浮球下垂状态，触点部位分离，为断开；当浮球随着液位上升时，带动簧片，使得触点部闭合，为导通。
2.2高速动车组浮球式液位传感器故障问题
浮球式液位传感器由于线状污物缠绕在浮球上（如发丝、毛线等），使浮球不能正常浮起和下降，导致浮球开关不能正常通断，此时，MON屏显示错误的污物箱液位。
3.原因分析
发丝、毛线等异物从便器沿管路进入污物中转箱，当污物中转箱污物达到浮球式液位传感器设定的20L位置便器排空12次时，污物中转箱清空1次，将污物排入污物箱中，此时污物中转箱体被排空，若异物缠绕在浮球上，导致浮球与箱体内壁发生黏连，浮球不能正常浮落，出现液位误报警。同样的当动车组返回动车所，对污物箱进行吸污后，若异物缠绕在20%、80%和100%三种浮球式液位传感器中任意一个上，也会出现液位误报警情况。
4.浮球被异物缠绕导致液位传感器故障的优化建议
4.1.选型情况
研究采用新型液位传感器替代的可行性，提高液位传感器的环境适应性。通过市场调查与比选，最终选定了两种品牌新型液位传感器进行对比研究。
表2 两种新型液位传感器对比表
4.2对比试验情况
1.摸底测试
首先对两种新型电容式液位传感器进行参数、性能等摸底测试。具体试验情况如下。
2.第三方型式试验
（1）电容式传感器
（2）容相式传感器
3.可靠性试验情况
截至目前，两种电容式液位传感器均已完成16万次耐久性动作测试，未出现故障。
5 总结
本论文通过统计近年来动车组中转箱及污物箱使用浮球式液位传感器因缠绕异物导致误报液位的故障案例，从产品自身设计结构、使用环境进行原因分析。通过结构、工作机理及试验验证情况，选择新型电容式液位传感器进行装车考核，在动车组实际运营中验证新型电容式液位传感器抗异物缠绕能力，最后确定具有良好的环境适应性的电容式液位传感器普及装车使用。
参考文献
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