一種非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含車頂檢測(cè)部分和車內(nèi)檢測(cè)部分，所述車頂檢測(cè)部分和車內(nèi)檢測(cè)部分通信連接；所述車頂檢測(cè)部分主要包括光學(xué)透鏡組、紅外熱像儀；所述車內(nèi)檢測(cè)部分主要包括光電倍增管、電流傳感器、信號(hào)采集處理板、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、無線發(fā)送板；所述信號(hào)采集處理板輸入端分別與光電倍增管、電流傳感器連接，輸出端則與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與無線發(fā)送板連接。本實(shí)用新型在檢測(cè)過程中不與弓網(wǎng)接觸，且通過在線檢測(cè)檢測(cè)參數(shù)指標(biāo)，能夠真實(shí)客觀的反映弓網(wǎng)受流質(zhì)量情況，為電力列車正常運(yùn)行的提供了保障。
【專利說明】一種非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及接觸網(wǎng)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]接觸網(wǎng)作為牽引供電系統(tǒng)中重要的組成部分，而受電弓是電力列車獲取電能的關(guān)鍵組成部件，其接觸網(wǎng)和受電弓良好的動(dòng)態(tài)接觸性能是保證電力列車正常運(yùn)行的前提保障。但接觸網(wǎng)和受電弓良好機(jī)械接觸受約于其它很多因素，如接觸網(wǎng)懸掛、接觸線材質(zhì)、受電弓滑板缺陷以及軌道不平順等。若存在上述影響因素，使接觸線與受電弓接觸面稍有不良接觸，弓網(wǎng)之間就可能產(chǎn)生燃弧。該放電現(xiàn)象的產(chǎn)生不僅惡化了弓網(wǎng)受流之間的質(zhì)量，而且對(duì)接觸線和受電弓滑板造成電氣磨耗，極大的減少了使用壽命。如何對(duì)接觸網(wǎng)和受電弓受流質(zhì)量實(shí)時(shí)在線檢測(cè)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握真實(shí)弓網(wǎng)之間的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)指標(biāo)就顯得非常必要。
[0003]調(diào)研國(guó)內(nèi)成熟的檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)關(guān)系檢測(cè)大都采用傳統(tǒng)的基于在受電弓滑條上安裝力傳感器的方式來實(shí)現(xiàn)。通過弓網(wǎng)接觸壓力參數(shù)評(píng)估弓網(wǎng)受流質(zhì)量的優(yōu)劣。但由于測(cè)量接觸壓力的方式改變了受電弓原有的結(jié)構(gòu)，因此弓網(wǎng)接觸壓力不能真實(shí)準(zhǔn)確地反映弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)關(guān)系。
[0004]另外，國(guó)外成熟的檢測(cè)技術(shù)對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)關(guān)系的檢測(cè)大都檢測(cè)弓網(wǎng)之間產(chǎn)生的燃弧。如日本、意大利相繼都采用了燃弧檢測(cè)方法。但目前只實(shí)現(xiàn)了弓網(wǎng)燃弧的檢測(cè)，沒有關(guān)聯(lián)相關(guān)的電氣參量，如牽引電流、弓網(wǎng)運(yùn)行熱圖像等，來輔助分析弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)關(guān)系。
[0005]如果能提供一種檢測(cè)結(jié)構(gòu)，該檢測(cè)結(jié)構(gòu)能夠做到不改變受電弓原有的結(jié)構(gòu)，能真實(shí)準(zhǔn)確地反映弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)關(guān)系，且在弓網(wǎng)燃弧的檢測(cè)過程中還能夠關(guān)聯(lián)相關(guān)的電氣參量來輔助分析弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)關(guān)系，將是十分有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含車頂檢測(cè)部分和車內(nèi)檢測(cè)部分，所述車頂檢測(cè)部分和車內(nèi)檢測(cè)部分通信連接;
[0007]所述車頂檢測(cè)部分主要包括光學(xué)透鏡組、紅外熱像儀；
[0008]所述車內(nèi)檢測(cè)部分主要包括光電倍增管、電流傳感器、信號(hào)采集處理板、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、無線發(fā)送板；所述信號(hào)采集處理板輸入端分別與光電倍增管、電流傳感器連接，輸出端則與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與無線發(fā)送板連接。
[0009]進(jìn)一步的，所述車頂檢測(cè)部分的光學(xué)透鏡組和車內(nèi)檢測(cè)部分的光電倍增管通過紫外光纖束連接。
[0010]進(jìn)一步的，紫外光纖束由多根紫外光纖組成。
[0011]進(jìn)一步的，所述車頂檢測(cè)部分的紅外熱像儀和車內(nèi)檢測(cè)部分的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過網(wǎng)線連接。
[0012]進(jìn)一步的，紅外熱像儀主要由紅外鍺鏡頭和紅外探測(cè)器組成。
[0013]進(jìn)一步的，光學(xué)透鏡組包括保護(hù)玻璃、濾光片、衰減片。
[0014]進(jìn)一步的，光電倍增管包括日盲光電探測(cè)器、高壓電源、驅(qū)動(dòng)電路。
[0015]進(jìn)一步的，信號(hào)采集處理板包含F(xiàn)PGA芯片和ARM芯片。
[0016]進(jìn)一步的，所述FPGA芯片型號(hào)為EPM1270T144I5，ARM芯片型號(hào)為STM32F103VET6。
[0017]進(jìn)一步的，無線發(fā)送板采用SIM900無線發(fā)送電路模塊.[0018]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0019]本實(shí)用新型不僅可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)弓網(wǎng)燃弧參數(shù)，而且還可以檢測(cè)弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的熱圖像以及列車的牽引電流等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸網(wǎng)和受電弓受流質(zhì)量實(shí)時(shí)在線檢測(cè)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握真實(shí)弓網(wǎng)之間的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)指標(biāo)。本實(shí)用新型在檢測(cè)過程中不與弓網(wǎng)接觸，通過在線檢測(cè)檢測(cè)參數(shù)指標(biāo)，能夠真實(shí)客觀的反映弓網(wǎng)受流質(zhì)量情況，為電力列車正常運(yùn)行的提供了保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型安裝于電力列車上時(shí)的示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的構(gòu)造圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的表述。
[0023]如圖1所示，為本實(shí)用新型安裝于電力列車時(shí)上的示意圖。其中車頂檢測(cè)部分2安裝在弓網(wǎng)系統(tǒng)I后端，車內(nèi)檢測(cè)部分3安裝于受電弓底部的車廂內(nèi)，與車頂檢測(cè)部分2通信連接。本實(shí)用新型架構(gòu)于電力列車上，與電力列車共同組成了一套檢測(cè)監(jiān)控裝置。
[0024]車內(nèi)檢測(cè)部分3主要包括光電倍增管、電流傳感器、信號(hào)采集處理板、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、無線發(fā)送板。所述信號(hào)采集處理板輸入端分別與光電倍增管、電流傳感器連接，輸出端則與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與無線發(fā)送板連接。
[0025]車頂檢測(cè)部分2主要包括光學(xué)透鏡組、紅外熱像儀。光學(xué)透鏡組和車內(nèi)檢測(cè)部分的光電倍增管通過紫外光纖束連接。
[0026]下面對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]光學(xué)透鏡組:主要由保護(hù)玻璃、紫外濾光片、衰減片等構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)弓網(wǎng)燃弧特征紫外光信號(hào)的有效采集，該方式極大的降低了太陽光的干擾。
[0028]紅外熱像儀:主要由紅外鍺鏡頭和紅外探測(cè)器組成，實(shí)現(xiàn)了采集弓網(wǎng)運(yùn)行熱圖像以及弓網(wǎng)燃弧的溫度分布，輔助觀察弓網(wǎng)燃弧的信息。
[0029]光電倍增管:主要由日盲光電探測(cè)器、高壓電源、驅(qū)動(dòng)電路等組成，實(shí)現(xiàn)了紫外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
[0030]電流傳感器:實(shí)現(xiàn)了電力列車牽引電流參量的檢測(cè)。
[0031]信號(hào)采集處理板:基于FPGA (芯片型號(hào)為EPM1270T144I5)和ARM (芯片信號(hào)為STM32F103VET6)的架構(gòu)方式，實(shí)現(xiàn)了所采集信號(hào)的濾波、放大、同步采樣、控制等功能。所采集信息包括弓網(wǎng)燃弧電信號(hào)、牽引電流、速度以及公里標(biāo)信息等。通過采集定位信息實(shí)現(xiàn)了弓網(wǎng)燃弧發(fā)生區(qū)段的定位。
[0032]無線發(fā)送板:采用GSM/GPRS傳輸技術(shù)，利用SIM900無線發(fā)送電路模塊，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)結(jié)果的上報(bào)。
[0033]車頂檢測(cè)部分2和車內(nèi)檢測(cè)部分3的具體通信連接方式為:
[0034]所述車頂檢測(cè)部分2的光學(xué)透鏡組和車內(nèi)檢測(cè)部分3的光電倍增管通過紫外光纖連接。所述車頂檢測(cè)部分2的紅外熱像儀和車內(nèi)檢測(cè)部分3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過網(wǎng)線連接。
[0035]其中，紫外光纖束主要由多根紫外光纖組成，接口采用SMA905的形式，實(shí)現(xiàn)了紫外光信號(hào)的高效傳遞，避免了微弱光信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸衰減的問題。
[0036]本實(shí)用新型的工作過程為:
[0037]車頂檢測(cè)部分2的光學(xué)透鏡組采集弓網(wǎng)燃弧特征紫外光信號(hào)，經(jīng)紫外光纖束進(jìn)傳遞帶車內(nèi)檢測(cè)部分3的光電倍增管，由所述光電倍增管將紫外光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。紅外熱像儀采集弓網(wǎng)運(yùn)行熱圖像以及弓網(wǎng)燃弧的溫度分布，輔助觀察弓網(wǎng)燃弧的信息。
[0038]同時(shí)，車內(nèi)檢測(cè)部分3的信號(hào)采集處理板通過電流傳感器檢測(cè)電力列車牽引電流參量，并同步采集定位信息及光電倍增管的電信號(hào)。所采集信息包括弓網(wǎng)燃弧電信號(hào)、牽引電流、速度以及公里標(biāo)信息等。所有采集信號(hào)經(jīng)過濾波、放大、控制等，實(shí)現(xiàn)了弓網(wǎng)燃弧發(fā)生區(qū)段的定位。
[0039]信號(hào)采集處理板及紅外熱像儀的輸出信息傳輸至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器后，傳輸?shù)綗o線發(fā)送板，無線發(fā)送板上報(bào)檢測(cè)結(jié)果。
[0040]與現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0041]1、實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營(yíng)電力列車實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，且在檢測(cè)過程中不與弓網(wǎng)接觸，客觀的真實(shí)的反映了弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)關(guān)系，不僅可以檢測(cè)弓網(wǎng)燃弧，而且可以檢測(cè)弓網(wǎng)運(yùn)行熱圖像和牽引電流等參數(shù)。
[0042]2、能夠有效檢測(cè)弓網(wǎng)之間的弓網(wǎng)燃弧信息，有效避免了太陽光的干擾。
[0043]3、檢測(cè)的弓網(wǎng)燃弧參數(shù)指標(biāo)不僅僅局限為燃弧率、燃弧時(shí)間、最大燃弧持續(xù)時(shí)間以及燃弧次數(shù)。
[0044]4、通過牽引電流參數(shù)能分析弓網(wǎng)燃弧與牽引電流之間的關(guān)系。
[0045]5、通過弓網(wǎng)運(yùn)行紅外熱圖像直觀的觀察弓網(wǎng)燃弧溫度分布以及受電弓運(yùn)行狀態(tài)。
[0046]6、通過無線方式發(fā)送檢測(cè)結(jié)果，減少了人為操作，提高了設(shè)備自動(dòng)化程度。
[0047]7、本實(shí)用新型系統(tǒng)集成度高、體積小，方便攜帶以及安裝。
[0048]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，也可以上述【具體實(shí)施方式】的進(jìn)行組合，這些改進(jìn)、潤(rùn)飾及組合形成的技術(shù)方案也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含車頂檢測(cè)部分和車內(nèi)檢測(cè)部分，所述車頂檢測(cè)部分和車內(nèi)檢測(cè)部分通信連接； 所述車頂檢測(cè)部分主要包括光學(xué)透鏡組、紅外熱像儀； 所述車內(nèi)檢測(cè)部分主要包括光電倍增管、電流傳感器、信號(hào)采集處理板、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、無線發(fā)送板；所述信號(hào)采集處理板輸入端分別與光電倍增管、電流傳感器連接，輸出端則與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與無線發(fā)送板連接。
2.如權(quán)利要求1所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述車頂檢測(cè)部分的光學(xué)透鏡組和車內(nèi)檢測(cè)部分的光電倍增管通過紫外光纖束連接。
3.如權(quán)利要求2所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，紫外光纖束由多根紫外光纖組成。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述車頂檢測(cè)部分的紅外熱像儀和車內(nèi)檢測(cè)部分的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過網(wǎng)線連接。
5.如權(quán)利要求4所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，紅外熱像儀主要由紅外鍺鏡頭和紅外探測(cè)器組成。
6.如權(quán)利要求1所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，光學(xué)透鏡組包括保護(hù)玻璃、濾光片、裳減片。
7.如權(quán)利要求1所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，光電倍增管包括日盲光電探測(cè)器、高壓電源、驅(qū)動(dòng)電路。
8.如權(quán)利要求1所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，信號(hào)采集處理板包含F(xiàn)PGA芯片和ARM芯片。
9.如權(quán)利要求8所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述FPGA芯片型號(hào)為 EPM1270T144I5，ARM 芯片型號(hào)為 STM32F103VET6。
10.如權(quán)利要求1所述的非接觸式弓網(wǎng)燃弧檢測(cè)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，其特征在于，無線發(fā)送板采用SIM900無線發(fā)送電路模塊。
【文檔編號(hào)】B61K9/00GK203681577SQ201420025526
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】于龍 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)