光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，涉及用于鐵路機(jī)車或地鐵車輛或動(dòng)車組等的受電弓碳滑板磨耗檢分區(qū)測(cè)技術(shù)，屬于列車安全行駛監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。本發(fā)明將光纖式磨耗傳感器粘貼在受電弓碳滑板外側(cè)或預(yù)埋在碳滑板內(nèi)部，利用光纖的通光性能及光纖的布設(shè)位置將磨耗帶分為N個(gè)磨耗區(qū)域，當(dāng)磨耗產(chǎn)生時(shí)，引起對(duì)應(yīng)磨耗區(qū)域的光纖斷損，通光性能受損消失，通過(guò)對(duì)不同磨耗區(qū)域內(nèi)光纖通斷情況的統(tǒng)計(jì)分析，給出被測(cè)體的磨耗值以及磨耗區(qū)域。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)受電弓碳滑板磨耗在線式、實(shí)時(shí)、全程動(dòng)態(tài)檢測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)磨耗區(qū)域定量、定位檢測(cè)。本發(fā)明精度高、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、成本低，可為自動(dòng)升降弓和碳滑板更換提供依據(jù)，同時(shí)支持弓網(wǎng)關(guān)系的分析。
【專利說(shuō)明】光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖傳輸原理的磨耗在線檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及用于鐵路機(jī)車或地鐵車輛或動(dòng)車組等的受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)技術(shù)，屬于列車安全行駛監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖傳感是目前快速發(fā)展的新型傳感技術(shù)，具有絕緣性好、抗電磁干擾、耐環(huán)境腐蝕、靈敏度高、傳輸距離長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)靈巧等優(yōu)點(diǎn)；電氣化鐵路機(jī)車受電弓碳滑板磨耗狀態(tài)是保證鐵路安全運(yùn)營(yíng)的重要檢測(cè)部位，其磨耗值的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)對(duì)于及時(shí)升降弓、及時(shí)更換維修以保證鐵路運(yùn)行安全具有重要意義。受電弓碳滑板為列車從輸電網(wǎng)獲取電力的導(dǎo)流部件，鐵路機(jī)車或地鐵車輛或動(dòng)車組的受電弓與輸電網(wǎng)的良好接觸是決定著列車能否獲得足夠的牽引動(dòng)力并安全可靠運(yùn)行的核心問(wèn)題，其監(jiān)測(cè)要求測(cè)量系統(tǒng)具有耐高壓、抗電磁干擾、重量輕、適應(yīng)野外環(huán)境的特點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有檢測(cè)方法的對(duì)比:
[0004]1、傳統(tǒng)檢測(cè)方式
[0005]受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)多采用傳統(tǒng)的人工檢測(cè)的方法，即列車進(jìn)段、停車、降弓、斷電，工作人員登上車頂，用專用的量具測(cè)量受電弓的磨損，觀察有無(wú)異常磨耗等。該方法效率低、測(cè)量精度差且只能按預(yù)定計(jì)劃每天檢測(cè)少部分列車受電弓的磨耗狀態(tài)，對(duì)受電弓突發(fā)性的異常磨耗完全沒(méi)有辦法測(cè)量，存在很大的安全隱患。
[0006]2、智能化檢測(cè)方式
[0007]目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的受電弓滑板磨損自動(dòng)測(cè)量裝置。均采用固定于高架上的超聲波傳感器發(fā)送超聲波，通過(guò)空氣傳輸并送到低速通過(guò)的受電弓碳滑板上，然后超聲波反射返回到傳感器上，然后根據(jù)超聲波的傳輸時(shí)間與當(dāng)時(shí)的波速，經(jīng)計(jì)算后獲得滑板厚度，檢測(cè)滑板表面的凹凸和溝槽；或固定于高架上的激光測(cè)量系統(tǒng)發(fā)送激光掃描光束，對(duì)低速通過(guò)的受電弓碳滑板進(jìn)行掃描或照相，然后通過(guò)圖像處理可自動(dòng)檢查出滑板超限及階梯狀磨、缺口、翹曲等異?，F(xiàn)象；或固定于高架上的照相機(jī)、攝像系統(tǒng)，對(duì)低速通過(guò)的受電弓碳滑板進(jìn)行照相、攝像，然后通過(guò)圖像處理可自動(dòng)檢查出滑板超限及階梯狀磨、缺口、翹曲等異?，F(xiàn)象。智能化檢測(cè)方式受到天氣條件影響較大，在空氣狀況不佳、大氣污染嚴(yán)重的情況下，無(wú)法有效進(jìn)行超聲波或拍照攝像測(cè)量，同時(shí)由于測(cè)量裝置安裝在固定高架上，無(wú)法對(duì)列車受電弓滑板磨耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、全程、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是利用光纖傳輸原理實(shí)現(xiàn)鐵路機(jī)車或地鐵車輛或動(dòng)車組等的受電弓碳滑板磨耗在線式實(shí)時(shí)全程動(dòng)態(tài)檢測(cè)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)磨耗區(qū)域定量、定位檢測(cè)。本發(fā)明精度高、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、成本低，可為自動(dòng)升降弓和碳滑板更換提供依據(jù)，同時(shí)支持弓網(wǎng)關(guān)系的分析。
[0009]本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。[0010]本發(fā)明的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，在受電弓碳滑板外側(cè)粘貼光纖式磨耗傳感器，利用光纖的通光性能及光纖的布設(shè)位置將磨耗帶分為N個(gè)磨耗區(qū)域，當(dāng)磨耗產(chǎn)生時(shí)，引起對(duì)應(yīng)磨耗區(qū)域的光纖斷損，通光性能受損消失，通過(guò)對(duì)不同磨耗區(qū)域內(nèi)光纖通斷情況的統(tǒng)計(jì)分析，給出被測(cè)體的磨耗值以及磨耗區(qū)域。
[0011]本發(fā)明的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)包括受電弓碳滑板、光纖式磨耗傳感器、環(huán)形器、光源、光電耦合器、信號(hào)處理單元、第M-1光纖組、第M光線組、第M+1光纖組、回光體。
[0012]光纖式磨耗傳感器粘貼在受電弓碳滑板外側(cè)或預(yù)埋在受電弓碳滑板內(nèi)部。光纖式磨耗傳感器布設(shè)方式如下，以受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線與受電弓碳滑板左側(cè)邊界線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線作為X軸，受電弓碳滑板左側(cè)邊界線作為Y軸，建立坐標(biāo)(檢測(cè)閾值線設(shè)定可依據(jù)碳滑板種類、碳滑板使用場(chǎng)合不同而調(diào)整)。依據(jù)上述坐標(biāo)及受電弓碳滑板磨耗位置定位精度要求，將磨耗帶分為N個(gè)磨耗區(qū)域，N個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界的X軸坐標(biāo)分別為Xp X2> XN，例如，第N磨耗區(qū)域?qū)?yīng)范圍為Xn至XN+1。以每個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界為基準(zhǔn)布設(shè)光纖，第N磨耗區(qū)對(duì)應(yīng)第N光纖組，每個(gè)光纖組中包含P根光纖。要求第M(Me∈(123…n)光纖組第Q(Q∈ (1,2,3…P))光纖布設(shè)在第M-1光纖組第Q光纖下方，各光纖組內(nèi)部光纖間隔均相等。
[0013]光源發(fā)出光束，光束通過(guò)環(huán)形器進(jìn)入光纖式磨耗傳感器，光束在光纖式磨耗傳感器的另一端被回光體反射入環(huán)形器，通過(guò)環(huán)形器進(jìn)入光電耦合器產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，當(dāng)受電弓磨損至第M磨耗區(qū)域(M e (1，2，3…N))Q位置時(shí)，光纖式磨耗傳感器中對(duì)應(yīng)的第M光纖組中第Q(Qe (1，2，3…P))光纖發(fā)生斷裂(光纖式磨耗傳感器中對(duì)應(yīng)的第M光纖組中第Q(Qe (1，2，3…P))光纖即為(Xm，Q)光纖)，對(duì)應(yīng)的光路無(wú)光通過(guò)，與之相連接的光電耦合器輸出信號(hào)產(chǎn)生變化，通過(guò)受電弓信號(hào)處理單元測(cè)得信號(hào)變化量，得到受電弓碳滑板[I]的磨耗位置及磨耗量。
[0014]光纖磨耗傳感器包含光纖根數(shù)、光纖直徑及各光纖粘貼間距依據(jù)檢測(cè)精度要求而設(shè)定。光纖式磨耗傳感器的基底選擇復(fù)合材料、高分子柔性材料。耐高溫光纖帶中的光纖直徑及各光纖粘貼間距決定光纖式受電弓碳滑板磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的精度，耐高溫光纖直徑越細(xì)、各光纖粘貼間距越小則測(cè)試精度越高。
[0015]光纖磨耗傳感器可運(yùn)用于高鐵、動(dòng)車、地鐵等不同場(chǎng)合，其具體尺寸也可依照不同場(chǎng)合使用碳滑板的尺寸而設(shè)定。
[0016]光纖式磨耗傳感器不含電磁兀器件或其他導(dǎo)電材料，故可耐高壓、抗強(qiáng)電磁干擾；光纖式磨耗傳感器為娃材質(zhì)構(gòu)成，耐環(huán)境腐蝕，便于在線實(shí)時(shí)測(cè)量。
[0017]回光體為將光纖式磨耗傳感器中光纖的一端研磨成平面，起到反射回光作用。
[0018]光源選擇紅外波段LED或可見(jiàn)光波段LED。
[0019]電信號(hào)通過(guò)與光電耦合器相連的信號(hào)處理單元進(jìn)行解調(diào)處理，得到受電弓碳滑板的磨耗量以及磨耗區(qū)域。
[0020]可通過(guò)在受電弓碳滑板磨損區(qū)域兩側(cè)粘貼光纖式磨耗傳感器增加受電弓碳滑板磨耗區(qū)域光纖布設(shè)數(shù)量，此布設(shè)方式可使受電弓碳滑板磨耗區(qū)域光纖布設(shè)數(shù)量提高一倍，進(jìn)而提聞測(cè)試精度。
[0021]有益效果:[0022]1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)光纖式磨耗傳感器中光纖分區(qū)布設(shè)，可分區(qū)監(jiān)測(cè)受電弓碳滑板磨耗值，掌握更為全面的碳滑板磨損信息；
[0023]2、本發(fā)明安裝于受電弓碳滑板本體上，可隨被測(cè)物體一起移動(dòng)，實(shí)時(shí)對(duì)被測(cè)物體的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
[0024]3、本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力強(qiáng):光纖傳感器絕緣性好可耐高壓、抗強(qiáng)電磁干擾、耐環(huán)境腐蝕，便于在線實(shí)時(shí)測(cè)量；
[0025]4、本發(fā)明高精度:將碳滑板磨耗值監(jiān)測(cè)精度提高到0.2mm ；
[0026]5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)靈巧:光纖傳感器結(jié)構(gòu)輕巧，便于安裝于對(duì)重量增加敏感的受電弓碳滑板部位；
[0027]6、使用范圍廣，使用形式靈活、多樣:光纖磨耗傳感器可運(yùn)用于高鐵、動(dòng)車、地鐵等不同場(chǎng)合的碳滑板磨耗檢測(cè)中，其尺寸也可依據(jù)碳滑板尺寸而進(jìn)行靈活設(shè)定。
[0028]7、本發(fā)明可維護(hù)性好:利用多芯光纖接頭，將傳感器和光源、光電接收器分離，便于現(xiàn)場(chǎng)更換。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)單側(cè)布設(shè)原理圖；
[0030]圖2是本發(fā)明的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)雙側(cè)布設(shè)原理圖；
[0031]其中:1 一受電弓碳滑板、2 —光纖式磨耗傳感器、3 —環(huán)形器、4 一光源、5 —光電耦合器、6 —信號(hào)處理單元、7 —第M-1光纖組、8 —第M光線組、9 一第M+1光纖組、10 —回光體。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033]如圖1所示，本實(shí)施例的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)包括受電弓碳滑板[I]、光纖式磨耗傳感器[2]、環(huán)形器[3]、光源[4]、光電耦合器[5]、信號(hào)處理單元[6]、第M-1光纖組[7]、第M光線組[8]、第M+1光纖組[9]、回光體[10]。
[0034]光纖式磨耗傳感器[2]粘貼在受電弓碳滑板[I]外側(cè)或預(yù)埋在受電弓碳滑板[I]內(nèi)部。光纖式磨耗傳感器[2]布設(shè)方式如下，以受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線與受電弓碳滑板左側(cè)邊界線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線作為X軸，受電弓碳滑板左側(cè)邊界線作為Y軸，建立坐標(biāo)。依據(jù)上述坐標(biāo)及受電弓碳滑板磨耗位置定位精度要求，將磨耗帶分為N個(gè)磨耗區(qū)域，N個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界的X軸坐標(biāo)分別為XpH..Xn，例如，第N磨耗區(qū)域?qū)?yīng)范圍為Xn至XN+1。以每個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界為基準(zhǔn)布設(shè)光纖，第N磨耗區(qū)對(duì)應(yīng)第N光纖組，每個(gè)光纖組中包含P根光纖。要求第M(Me (1，2，3…N))光纖組第Q(Q e (1,2,3…P))光纖布設(shè)在第M-1光纖組第Q光纖下方，同一光纖組內(nèi)部光纖間隔相等，各光纖組內(nèi)部光纖間隔均相等。
[0035]光源[I]發(fā)出光束,光束通過(guò)環(huán)形器[3]分別進(jìn)入光纖式磨耗傳感器[2],光束在光纖式磨耗傳感器[2]的另一端被回光體[10]反射入環(huán)形器[3]，通過(guò)環(huán)形器[3]進(jìn)入光電耦合器[5]產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，當(dāng)受電弓磨損至第M磨耗區(qū)域(M G (1，2，3…N))Q位置時(shí)，光纖式磨耗傳感器[3]中對(duì)應(yīng)的第M光纖組中第Q(Q G (1，2，3…P))光纖發(fā)生斷裂(光纖式磨耗傳感器[3]中對(duì)應(yīng)的第M光纖組中第Q(Q G (1,2,3***P))光纖即為(XM,Q)光纖)，對(duì)應(yīng)的光路無(wú)光通過(guò)，與之相連接的光電耦合器[5]輸出信號(hào)產(chǎn)生變化，通過(guò)受電弓信號(hào)處理單元[6]測(cè)得信號(hào)變化量，得到受電弓碳滑板[I]的磨耗位置及磨耗量。
[0036]回光體[10]為將光纖式磨耗傳感器[2]中光纖的一端研磨成平面，起到反射回光作用。
[0037][I]、光纖式磨耗傳感器[2]、環(huán)形器[3]、光源[4]、光電I禹合器[5]、信號(hào)處理單兀
[6]、第M-1光纖組[7]、第M光線組[8]、第M+1光纖組[9]、回光體[10]。
[0038]光源[I]選擇紅外波段LED或可見(jiàn)光波段LED。
[0039]光纖磨耗傳感器[2]包含光纖根數(shù)、光纖直徑及各光纖粘貼間距依據(jù)檢測(cè)精度要求而設(shè)定。光纖式磨耗傳感器[2]為并排鋪放在基底上的耐高溫光纖帶，其基底選擇復(fù)合材料、高分子柔性材料。耐高溫光纖帶中的光纖直徑及各光纖粘貼間距決定光纖式受電弓碳滑板[I]磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的精度，耐高溫光纖直徑越細(xì)、各光纖粘貼間距越小則測(cè)試精度越高。
[0040]光纖磨耗傳感器[2]可運(yùn)用于高鐵、動(dòng)車、地鐵等不同場(chǎng)合，其具體尺寸也可依照不同場(chǎng)合使用碳滑板的尺寸而設(shè)定。
[0041]電信號(hào)通過(guò)與光電耦合器[5]相連的信號(hào)處理單元[6]進(jìn)行解調(diào)處理，得到受電弓碳滑板的磨耗量以及磨耗區(qū)域。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]如圖2所示，可通過(guò)在受電弓碳滑板[I]磨損區(qū)域兩側(cè)粘貼或兩側(cè)內(nèi)埋光纖式磨耗傳感器[2]增加受電弓碳滑板[I]磨耗區(qū)域光纖布設(shè)數(shù)量，此布設(shè)方式可使受電弓碳滑板磨耗[I]區(qū)域光纖布設(shè)數(shù)量提高一倍，進(jìn)而提高測(cè)試精度。本實(shí)施例的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，包括受電弓碳滑板[I]、光纖式磨耗傳感器[2]、環(huán)形器
[3]、光源[4]、光電耦合器[5]、信號(hào)處理單元[6]、第M-1光纖組[7]、第M光線組[8]、第M+1光纖組[9]、回光體[10]。
[0044]第一支光纖式磨耗傳感器[2]粘貼在受電弓碳滑板[I]外側(cè)或預(yù)埋在受電弓碳滑板外側(cè)內(nèi)部。光纖式磨耗傳感器[2]布設(shè)方式如下，以受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線與受電弓碳滑板左側(cè)邊界線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線作為X軸，受電弓碳滑板左側(cè)邊界線作為Y軸，建立坐標(biāo)。依據(jù)上述坐標(biāo)及受電弓碳滑板磨耗位置定位精度要求，將磨耗帶分為N個(gè)磨耗區(qū)域，N個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界的X軸坐標(biāo)分別為\、\、X3-Xn，例如，第N磨耗區(qū)域?qū)?yīng)范圍為Xn至XN+1。以每個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界為基準(zhǔn)布設(shè)光纖，第N磨耗區(qū)對(duì)應(yīng)第N光纖組，每個(gè)光纖組中包含P根光纖。要求第M(MG (1，2，3…N))光纖組第Q(QG (1，2，3…`P))光纖布設(shè)在第M-1光纖組第Q光纖下方，各光纖組內(nèi)部光纖間隔均相等。
[0045]第二支光纖式磨耗傳感器[2]粘貼在受電弓碳滑板[I]內(nèi)側(cè)或預(yù)埋在受電弓碳滑板內(nèi)側(cè)內(nèi)部。其布設(shè)方式與第一支光纖式磨耗傳感器[2]類似，區(qū)別在于內(nèi)側(cè)區(qū)域邊界與外側(cè)區(qū)域邊界交錯(cuò)布設(shè)，不能重合以增加區(qū)域數(shù)量，提高定位精度。
[0046]光源[I]發(fā)出光束,光束通過(guò)環(huán)形器[3]分別進(jìn)入光纖式磨耗傳感器[2],光束在光纖式磨耗傳感器[2]的另一端被回光體[10]反射入環(huán)形器[3]，通過(guò)環(huán)形器[3]進(jìn)入光電耦合器[5]產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，當(dāng)受電弓磨損至第M磨耗區(qū)域(M e (1，2，3…N))Q位置時(shí)，光纖式磨耗傳感器[3]中對(duì)應(yīng)的第M光纖組中第Q(Q e (1，2，3…P))光纖發(fā)生斷裂(光纖式磨耗傳感器[3]中對(duì)應(yīng)的第M光纖組中第Q(Q e (1,2,3…P))光纖即為(XM,Q)光纖)，對(duì)應(yīng)的光路無(wú)光通過(guò)，與之相連接的光電耦合器[5]輸出信號(hào)產(chǎn)生變化，通過(guò)受電弓信號(hào)處理單元[6]測(cè)得信號(hào)變化量，得到受電弓碳滑板[I]的磨耗位置及磨耗量。
[0047]回光體[10]為將光纖式磨耗傳感器[2]中光纖的一端研磨成平面，起到反射回光作用。
[0048]光源[I]選擇紅外波段LED或可見(jiàn)光波段LED。
[0049]光纖磨耗傳感器[2]包含光纖根數(shù)、光纖直徑及各光纖粘貼間距依據(jù)檢測(cè)精度要求而設(shè)定。光纖式磨耗傳感器[2]為并排鋪放在基底上的耐高溫光纖帶，其基底選擇復(fù)合材料、高分子柔性材料。耐高溫光纖帶中的光纖直徑及各光纖粘貼間距決定光纖式受電弓碳滑板[I]磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的精度，耐高溫光纖直徑越細(xì)、各光纖粘貼間距越小則測(cè)試精度越高。
[0050]光纖磨耗傳感器[2]可運(yùn)用于高鐵、動(dòng)車、地鐵等不同場(chǎng)合，其具體尺寸也可依照不同場(chǎng)合使用碳滑板的尺寸而設(shè)定。
[0051]光纖式磨耗傳感器[2]不含電磁兀器件或其他導(dǎo)電材料,故可耐高壓、抗強(qiáng)電磁干擾；光纖式磨耗傳感器[2]為硅材質(zhì)構(gòu)成，耐環(huán)境腐蝕，便于在線實(shí)時(shí)測(cè)量。
[0052]電信號(hào)通過(guò)與光電耦合器[5]相連的信號(hào)處理單元[6]進(jìn)行解調(diào)處理，得到受電弓碳滑板的磨耗量以及磨耗區(qū)域 。
[0053]本發(fā)明保護(hù)范圍不僅局限于本實(shí)施例，本實(shí)施例用于解釋本發(fā)明，凡與本發(fā)明在相同原理和構(gòu)思條件下的變更或修改均在本發(fā)明公開(kāi)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括受電弓碳滑板[I]、光纖式磨耗傳感器[2]、環(huán)形器[3]、光源[4]、光電耦合器[5]、信號(hào)處理單元[6]、第M-1光纖組[7]、第M光線組[8]、第M+1光纖組[9]、回光體[10];光纖式磨耗傳感器[2]粘貼在受電弓碳滑板[I]外側(cè)或預(yù)埋在受電弓碳滑板[I]內(nèi)部，利用光纖的通光性能及光纖的布設(shè)位置將磨耗帶分為N個(gè)磨耗區(qū)域，當(dāng)磨耗產(chǎn)生時(shí)，引起對(duì)應(yīng)磨耗區(qū)域的光纖斷損，通光性能受損消失，通過(guò)對(duì)不同磨耗區(qū)域內(nèi)光纖通斷情況的統(tǒng)計(jì)分析，給出受電弓碳滑板[I]的磨耗值以及磨耗區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:光纖式磨耗傳感器[2]粘貼在受電弓碳滑板[I]外側(cè)或預(yù)埋在受電弓碳滑板[I]內(nèi)部；光纖式磨耗傳感器[2]布設(shè)方式如下，以受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線與受電弓碳滑板左側(cè)邊界線的交點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，受電弓碳滑板磨耗檢測(cè)閾值線作為X軸，受電弓碳滑板左側(cè)邊界線作為Y軸，建立坐標(biāo)；依據(jù)上述坐標(biāo)及受電弓碳滑板磨耗位置定位精度要求，將磨耗帶分為N個(gè)磨耗區(qū)域，N個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界的X軸坐標(biāo)分別為XpX2J3-Xn,例如，第N磨耗區(qū)域?qū)?yīng)范圍為Xn至XN+1 ；以每個(gè)磨耗區(qū)域左側(cè)邊界為基準(zhǔn)布設(shè)光纖，第N磨耗區(qū)對(duì)應(yīng)第N光纖組，每個(gè)光纖組中包含P根光纖；要求第M(M e (1，2，3…N))光纖組第Q(Q e (I,2，3…P))光纖布設(shè)在第M-1光纖組第Q光纖下方，同一光纖組內(nèi)部光纖間隔相等，各光纖組內(nèi)部光纖間隔均相等； 光源[I]發(fā)出光束，光束通過(guò)環(huán)形器[3]進(jìn)入光纖式磨耗傳感器[2]，光束在光纖式磨耗傳感器[2]的另一端被回光體[10]反射入環(huán)形器[3],通過(guò)環(huán)形器[3]進(jìn)入光電稱合器[5]產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，當(dāng)受電弓磨損至第M磨耗區(qū)域(Me (1，2，3…N))Q位置時(shí)，光纖式磨耗傳感器[3]中對(duì)應(yīng)的第M光纖組中第Q(Qe (1，2，3…P))光纖發(fā)生斷裂，對(duì)應(yīng)的光路無(wú)光通過(guò)，與之相連接的光電耦合器[5]輸出信號(hào)產(chǎn)生變化，通過(guò)受電弓信號(hào)處理單元[6]測(cè)得信號(hào)變化量，得到受電弓碳滑板[I]的磨耗位置及磨耗量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:光纖磨耗傳感器[2]包含光纖根數(shù)、光纖直徑及各光纖粘貼間距依據(jù)檢測(cè)精度要求而設(shè)定；光纖式磨耗傳感器[2]為并排鋪放在基底上的耐高溫光纖帶，其基底選擇復(fù)合材料、高分子柔性材料；耐高溫光纖帶中的光纖直徑及各光纖粘貼間距決定光纖式受電弓碳滑板[I]磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的精度，耐高溫光纖直徑越細(xì)、各光纖粘貼間距越小則測(cè)試精度越高； 光纖式磨耗傳感器[2]不含電磁兀器件或其他導(dǎo)電材料，故可耐高壓、抗強(qiáng)電磁干擾；光纖式磨耗傳感器[2]為硅材質(zhì)構(gòu)成，耐環(huán)境腐蝕，便于在線實(shí)時(shí)測(cè)量； 光纖磨耗傳感器[2]可運(yùn)用于高鐵、動(dòng)車、地鐵等不同場(chǎng)合，其具體尺寸也可依照不同場(chǎng)合使用碳滑板的尺寸而設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:通過(guò)在受電弓碳滑板[I]磨損區(qū)域兩側(cè)粘貼或兩側(cè)內(nèi)埋光纖式磨耗傳感器[2]增加受電弓碳滑板[I]磨耗區(qū)域光纖布 設(shè)數(shù)量，所述的布設(shè)方式可使受電弓碳滑板磨耗[I]區(qū)域光纖布設(shè)數(shù)量提高一倍，進(jìn)而提高測(cè)試精。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:回光體[10]為將光纖式磨耗傳感器[2]中光纖的一端研磨成平面，起到反射回光作用； 光源[I]選擇紅外波段LED或可見(jiàn)光波段LED ； 電信號(hào)通過(guò)與光電耦合器[5]相連的信號(hào)處理單元[6]進(jìn)行解調(diào)處理，得到受電弓碳滑板的磨耗量以及磨耗區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線分區(qū)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:回光體[10]為將光纖式磨耗傳感器[2]中光纖的一端研磨成平面，起到反射回光作用； 光源[I]選擇紅外波段LED或可見(jiàn)光波段LED ； 電信號(hào)通過(guò)與光電耦合器[5]相連的信號(hào)處理單元[6]進(jìn)行解調(diào)處理，得到受電弓碳滑板的磨耗量以及磨 耗區(qū)域。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK103528517SQ201310486108
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】薛景鋒, 陳剛, 張衛(wèi)華, 王文娟, 樸名鵬, 高超, 陳佳鈺, 孫義斌, 劉春紅 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 北京海冬青機(jī)電設(shè)備有限公司