專利名稱：便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種測(cè)試裝置，特別是一種便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀。
帶電檢測(cè)導(dǎo)線磨耗是電氣化鐵道長(zhǎng)期未能解決的重要課題，也是接觸網(wǎng)系統(tǒng)各檢測(cè)項(xiàng)目中的難點(diǎn)。經(jīng)鐵道部科學(xué)技術(shù)信息部門科技查新了解到，目前國(guó)內(nèi)外在這方面的發(fā)展?fàn)顩r主要有以下二種檢測(cè)方式1、檢測(cè)車測(cè)量主要以進(jìn)口為主，我國(guó)在這一方面起步較晚，技術(shù)上尚不成熟，仍在試驗(yàn)室階段，距實(shí)際應(yīng)用還存在一定的差距，由于國(guó)外引進(jìn)的檢測(cè)車導(dǎo)線磨耗測(cè)量設(shè)備價(jià)格昂貴，構(gòu)造復(fù)雜，難以普及推廣應(yīng)用；2、人工用卡尺測(cè)量目前我國(guó)主要采用此種方法，但由于勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測(cè)周期長(zhǎng)，采集數(shù)據(jù)少，不能完全反映導(dǎo)線的磨耗情況，難以適應(yīng)電氣化鐵道高速發(fā)展的需要。
本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀、它是集光、電、機(jī)綜合性技術(shù)而構(gòu)成，能夠以高壓帶電非接觸測(cè)量導(dǎo)線磨耗，是一種不受時(shí)間、地段、地區(qū)的限制，可任意安排測(cè)量，安全可靠，操作簡(jiǎn)單的檢測(cè)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀，其特征在于它是由光學(xué)結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)及機(jī)械結(jié)構(gòu)所組成；所說(shuō)的光學(xué)結(jié)構(gòu)包括照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，是由光源、光欄、物鏡I、反射鏡I、反射鏡II、物鏡II及CCD光電轉(zhuǎn)換器件所構(gòu)成，其中光源、光欄與物鏡I構(gòu)成平行光源，在其平行光路上設(shè)置反射鏡I，反射鏡I與平行光路成45°夾角，反射鏡II與反射鏡I相對(duì)被測(cè)物呈軸對(duì)稱，反射鏡II反射出的平行光路依物鏡II成像于CCD光電轉(zhuǎn)換器件；所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)是由發(fā)射部分和接收部分所組成，發(fā)射部分包括CCD驅(qū)動(dòng)電路、特征信息處理電路、調(diào)制發(fā)射電路及穩(wěn)功率電源與總電源，CCD驅(qū)動(dòng)電路的輸出端接特征信息處理電路，特征信息處理電路的輸出端接調(diào)制發(fā)射電路，總電源分別接至穩(wěn)功率電源、CCD驅(qū)動(dòng)電路、特征信息處理電路及調(diào)制發(fā)射電路，穩(wěn)功率電源的輸出端接光學(xué)部分的照明系統(tǒng)，接收部分包括紅外接收電路、光電轉(zhuǎn)換電路、解調(diào)電路、單片機(jī)、數(shù)字顯示電路、電源及鍵盤，紅外接收電路的輸出端接光電轉(zhuǎn)換電路，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端接解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端接單片機(jī)，單片機(jī)的輸出端接數(shù)字顯示電路，電源分別接至紅外接收電路、光電轉(zhuǎn)換電路、解調(diào)電路、單片機(jī)及數(shù)字顯示電路，鍵盤的輸入端接單片機(jī)；所說(shuō)的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括手持式機(jī)箱外殼，機(jī)箱上有夾放被測(cè)導(dǎo)線的溝槽，溝槽兩側(cè)為光學(xué)結(jié)構(gòu)中成像系統(tǒng)的二反射鏡。
上述所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)中發(fā)射部分的特征信息處理電路是由二值化電路及反相器所構(gòu)成，二值化電路的輸出端接反相器的輸入端。
上述所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)中發(fā)射部分的調(diào)制發(fā)射電路是由調(diào)制電路、振蕩器、驅(qū)動(dòng)電路、紅外發(fā)射電路所構(gòu)成，振蕩器及特征信息處理電路的輸出端并聯(lián)接于調(diào)制電路的輸入端，調(diào)制電路的輸出端接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端接紅外發(fā)射電路。
本實(shí)用新型的工作原理及使用方法(一)工作原理該儀器取樣是靠光學(xué)系統(tǒng)完成的。光學(xué)系統(tǒng)的作用是將被測(cè)導(dǎo)線成像在CCD光敏面上。照明光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生一束均勻的平行光，使被測(cè)物獲得均勻的照明，由于被測(cè)物為圓柱體、照明界面有漫反射，會(huì)造成邊界不清而影響成像質(zhì)量。本裝置采用了效果較好的柯拉照明方式，有效地克服了雜光干擾，保證了照明效果。成像光學(xué)系統(tǒng)使被測(cè)物的影象十分清晰的成像在CCD光敏面上，根據(jù)需要設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)放大倍數(shù)，以便使被測(cè)物的像能與CCD固定的尺寸相匹配，并保證需要的分辨率和照度。為了消除調(diào)焦誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，成像物鏡采用物方遠(yuǎn)心光路，大大提高了測(cè)量精度。CCD陣列是系統(tǒng)的敏感元件，配合光學(xué)系統(tǒng)可被被測(cè)物的尺寸變成一定寬度的脈沖信號(hào)，由于被測(cè)物與背景在光強(qiáng)上強(qiáng)烈變化，反映在CCD視頻信號(hào)中所對(duì)應(yīng)的圖象尺寸邊界處會(huì)有明顯的急劇的電平變化，通過(guò)二值化處理把CCD視頻信號(hào)中圖象尺寸部分與背景部分分離成二值電平，方法是采用電壓比較器，形成具有一定寬度的脈沖信號(hào)，該脈沖寬度對(duì)應(yīng)被測(cè)對(duì)象的尺寸大小。將經(jīng)過(guò)二值化電路處理，攜帶特征信息的信號(hào)調(diào)制到發(fā)射機(jī)的載頻上發(fā)射出去。地面的接收機(jī)由光敏器件將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)解調(diào)、恢復(fù)原來(lái)的信息，最后由單片機(jī)計(jì)算出導(dǎo)線的高度及磨耗百分比，直接由顯示器以數(shù)字的形式顯示出來(lái)。
(二)使用方法1、首先將裝置與絕緣桿連接牢固，按下電源開關(guān)，指示燈亮，將其掛在被測(cè)導(dǎo)線上，要輕握絕緣桿，使其自然下垂，然后將接收機(jī)的電源打開，應(yīng)顯示HELP。2、按型號(hào)鍵顯示H110(或H120等)，表示被測(cè)接觸線的截面規(guī)格型號(hào)，將接收機(jī)的紅外接收孔對(duì)準(zhǔn)發(fā)射頭，按住尺寸鍵顯示四位數(shù)字，表示被測(cè)接觸線的高度，單位為百分之一毫米；在顯示數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定的情況下，輕握絕緣桿，使其在垂直于導(dǎo)線的方向慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示數(shù)據(jù)有所變化，說(shuō)明導(dǎo)線有偏磨，此時(shí)松開尺寸鍵，自動(dòng)顯示被測(cè)接觸線的最小殘留高度(此時(shí)顯示的最小數(shù)值表示自尺寸鍵按下至抬起期間的最小值)。3、按％鍵顯示Pxxx，表示接觸線磨耗的百分?jǐn)?shù)，單位為千分之一。4、當(dāng)顯示8888或----時(shí)，表示測(cè)量結(jié)果超出測(cè)量范圍，將裝置向前后移動(dòng)一下位置，不要使裝置測(cè)頭緊靠在吊弦上，尋找最佳位置再測(cè)，若仍不正常，則說(shuō)明導(dǎo)線上有附著物或儀器工作不正常。5、當(dāng)接收機(jī)顯示L---，測(cè)頭指示燈不亮?xí)r表示各自的電池欠壓，應(yīng)該充電；也可以用萬(wàn)用表測(cè)量電壓的方法來(lái)判斷電池是否需要充電。
本實(shí)用新型的優(yōu)越性及技術(shù)效果1、高壓帶電非接觸測(cè)試導(dǎo)線磨線，安全可靠，不受時(shí)間、地段、地區(qū)的限制，利用列車運(yùn)行的間隔做好行車防護(hù)，可以任意安排；2、本產(chǎn)品集光成像與CCD圖象處理、紅外數(shù)據(jù)傳輸、單片機(jī)等多項(xiàng)高新技術(shù)于一體，具有測(cè)試精度高，抗干擾能力強(qiáng)，功耗低，整機(jī)重量輕，便于攜帶，操作簡(jiǎn)單，顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)；3、采用線陣CCD技術(shù)測(cè)量接觸線殘高，避開了測(cè)接觸線殘面所帶來(lái)得諸多不利因素，使測(cè)試簡(jiǎn)便準(zhǔn)確；4、有較高的性能價(jià)格比，符合我國(guó)國(guó)情，特別適用于運(yùn)營(yíng)單位，容易推廣應(yīng)用；5、該測(cè)儀比人工檢測(cè)的方法節(jié)約了人力物力，比檢測(cè)車檢測(cè)的方法節(jié)約了大量的資金，為接觸網(wǎng)檢修從原來(lái)的周期修改為狀態(tài)修改提供可靠的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，這樣即保證了接觸網(wǎng)的安全運(yùn)行，又節(jié)約了大量的檢修費(fèi)用和維護(hù)人員；6、在豐潤(rùn)供電段通過(guò)半年多的現(xiàn)場(chǎng)試用，測(cè)量了1450個(gè)點(diǎn)，平均誤差為0.023毫米，儀器達(dá)到安全、可靠、輕便、價(jià)廉、操作方便，符合高壓帶電測(cè)量的設(shè)計(jì)要求，其可靠性、重復(fù)性、精度等均已達(dá)到技術(shù)要求，本儀器的研制成功，對(duì)我國(guó)鐵路事業(yè)具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例說(shuō)明本技術(shù)。


圖1為本實(shí)用新型所涉便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型所涉便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀的電路結(jié)構(gòu)原理框圖(其中圖2-a為發(fā)射部分原理框圖；圖2-b為接收部分原理框圖；圖2-c為發(fā)射部分的調(diào)制電路原理框圖；圖2-d為發(fā)射部分的特征信息處理電路的原理框圖)。
圖3為本實(shí)用新型所涉便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1為光源，2為光欄，3為物鏡I，4為反射鏡I，5為被測(cè)物，6為反射鏡II，7為物鏡II，8為CCD器件(光電轉(zhuǎn)換裝置)，9為箱體，10為手柄，11為溝槽，12為導(dǎo)線，13為電源，14為平面反射鏡。
實(shí)施例一種便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀(見(jiàn)圖1-3)，其特征在于它是由光學(xué)結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)及機(jī)械結(jié)構(gòu)所組成；所說(shuō)的光學(xué)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)包括照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，是由光源1、光欄2、物鏡I3、反射鏡I4、反射鏡II6、物鏡II7及CCD光電轉(zhuǎn)換器件8所構(gòu)成，其中光源1、光欄2與物鏡I3構(gòu)成平行光源，在其平行光路上設(shè)置反射鏡I4，反射鏡I4與平行光路成45°夾角，反射鏡II6與反射鏡I4相對(duì)被測(cè)物5呈軸對(duì)稱，反射鏡II6反射出的平行光路依物鏡II7成像于CCD光電轉(zhuǎn)換器件8；所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)是由發(fā)射部分和接收部分所組成、發(fā)射部分(見(jiàn)圖2-a)包括CCD驅(qū)動(dòng)電路、特征信息處理電路、調(diào)制發(fā)射電路及穩(wěn)功率電源與總電源、CCD驅(qū)動(dòng)電路的輸出端接特征信息處理電路，特征信息處理電路的輸出端接調(diào)制發(fā)射電路，總電源分別接至穩(wěn)功率電源、CCD驅(qū)動(dòng)電路、特征信息處理電路及調(diào)制發(fā)射電路，穩(wěn)功率電源的輸出端接光學(xué)部分的照明系統(tǒng)，接收部分(見(jiàn)圖2-b)包括紅外接收電路、光電轉(zhuǎn)換電路、解調(diào)電路、單片機(jī)、數(shù)字顯示電路、電源及鍵盤，紅外接收電路的輸出端接光電轉(zhuǎn)換電路，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端接解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端接單片機(jī)，單片機(jī)的輸出端接數(shù)字顯示電路，電源分別接至紅外接收電路、光電轉(zhuǎn)換電路、解調(diào)電路、單片機(jī)及數(shù)字顯示電路，鍵盤的輸入端接單片機(jī)；所說(shuō)的機(jī)械結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)包括手持式機(jī)箱外殼9與手柄10，機(jī)箱上有夾放被測(cè)導(dǎo)電的溝槽11，溝槽11兩側(cè)為光學(xué)結(jié)構(gòu)中成像系統(tǒng)的二反射鏡14。
上述所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)中發(fā)射部分的特征信息處理電路(見(jiàn)圖2-a與圖2-d)是由二值化電路及反相器所構(gòu)成，二值化電路的輸出端接反相器的輸入端。
上述所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)中發(fā)射部分的調(diào)制發(fā)射電路(見(jiàn)圖2-a與圖2-c)是由調(diào)制電路、振蕩器、驅(qū)動(dòng)電路、紅外發(fā)射電路所構(gòu)成，振蕩器及特征信息處理電路的輸出端并聯(lián)接于調(diào)制電路的輸入端，調(diào)制電路的輸出端接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端接紅外發(fā)射電路。
電路結(jié)構(gòu)中所使用的各功能電路均為常規(guī)的功能電路。
權(quán)利要求1.一種便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀，其特征在于它是由光學(xué)結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)及機(jī)械結(jié)構(gòu)所組成；所說(shuō)的光學(xué)結(jié)構(gòu)包括照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，是由光源、光欄、物鏡I、反射鏡I、反射鏡II、物鏡II及CCD光電轉(zhuǎn)換器件所構(gòu)成，其中光源、光欄與物鏡I構(gòu)成平行光源，在其平行光路上設(shè)置反射鏡I，反射鏡I與平行光路成45°夾角，反射鏡II與反射鏡I相對(duì)被測(cè)物呈軸對(duì)稱，反射鏡II反射出的平行光路依物鏡II成像于CCD光電轉(zhuǎn)換器件；所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)是由發(fā)射部分和接收部分所組成，發(fā)射部分包括CCD驅(qū)動(dòng)電路、特征信息處理電路、調(diào)制發(fā)射電路及穩(wěn)功率電源與總電源，CCD驅(qū)動(dòng)電路的輸出端接特征信息處理電路，特征信息處理電路的輸出端接調(diào)制發(fā)射電路，總電源分別接至穩(wěn)功率電源、CCD驅(qū)動(dòng)電路、特征信息處理電路及調(diào)制發(fā)射電路，穩(wěn)功率電源的輸出端接光學(xué)部分的照明系統(tǒng)，接收部分包括紅外接收電路、光電轉(zhuǎn)換電路、解調(diào)電路、單片機(jī)、數(shù)字顯示電路、電源及鍵盤，紅外接收電路的輸出端接光電轉(zhuǎn)換電路，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端接解調(diào)電路，解調(diào)電路的輸出端接單片機(jī)，單片機(jī)的輸出端接數(shù)字顯示電路，電源分別接至紅外接收電路、光電轉(zhuǎn)換電路、解調(diào)電路、單片機(jī)及數(shù)字顯示電路，鍵盤的輸入端接單片機(jī)；所說(shuō)的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括手持式機(jī)箱外殼，機(jī)箱上有夾放被測(cè)導(dǎo)電的溝槽，溝槽兩側(cè)為光學(xué)結(jié)構(gòu)中成像系統(tǒng)的二反射鏡。
2.由權(quán)利要求1所說(shuō)的便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀，其特征在于所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)中發(fā)射部分的特征信息處理電路是由二值化電路及反相器所構(gòu)成，二值化電路的輸出端接反相器的輸入端。
3.由權(quán)利要求1所說(shuō)的便攜式導(dǎo)線磨耗帶電遙測(cè)儀，其特征在于所說(shuō)的電路結(jié)構(gòu)中發(fā)射部分的調(diào)制發(fā)射電路是由調(diào)制電路、振蕩器、驅(qū)動(dòng)電路、紅外發(fā)射電路所構(gòu)成，振蕩器及特征信息處理電路的輸出端并聯(lián)接于調(diào)制電路的輸入端，調(diào)制電路的輸出端接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路的輸出端接紅外發(fā)射電路。
專利摘要本實(shí)用新型是專為電氣化鐵道接觸網(wǎng)導(dǎo)線磨耗測(cè)量而設(shè)計(jì)的。它可以高壓帶電非接觸測(cè)量導(dǎo)線磨耗,不受時(shí)間、地段、地區(qū)的限制,利用列車運(yùn)行的間隔做好行車防護(hù),可以任意安排測(cè)量,安全可靠。本實(shí)用新型是集光、機(jī)、電、單片機(jī)、CCD成像、紅外數(shù)據(jù)通訊為一體的綜合性高新技術(shù)產(chǎn)品。具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、整機(jī)重量輕便于攜帶、操作簡(jiǎn)單顯示直觀等優(yōu)點(diǎn)。解決了長(zhǎng)期以來(lái),必須停電手工測(cè)量帶來(lái)的一系列問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01B11/08GK2404097SQ99244590
公開日2000年11月1日 申請(qǐng)日期1999年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者徐立德, 李桂芹 申請(qǐng)人:徐立德, 李桂芹