一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置及方法。它包括光纖傳感動態(tài)分析儀、傳輸光纖和設(shè)置于每一個接觸網(wǎng)與隧道頂部之間的接觸網(wǎng)支架，所述接觸網(wǎng)支架頂部一端設(shè)有連接片，連接片一端與接觸網(wǎng)支架端部固定連接、另一端與隧道頂部固定連接，所述連接片上固定有光纖應(yīng)變傳感器，多個光纖應(yīng)變傳感器通過傳輸光纖串聯(lián)后與光纖動態(tài)分析儀連接形成回路。本發(fā)明可實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線實時監(jiān)測接觸網(wǎng)的緊固情況，節(jié)約大量人工檢測所耗費的時間和人力，并為接觸網(wǎng)緊固件的檢修加固提供豐富的數(shù)據(jù)支持，真正做到按需、定位檢修，具有較強(qiáng)的實用性。
【專利說明】
一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于地鐵隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]承載高壓接觸網(wǎng)的支架，在列車長期往復(fù)運行帶來的振動和列車活塞風(fēng)的雙重作用下，其安裝緊固狀況具有很大的松動故障風(fēng)險?，F(xiàn)階段，常規(guī)的接觸網(wǎng)支架布置密集、距離長，其安裝支架的松動沒有有效的在線監(jiān)測手段，一般依靠人工定期的巡查，根據(jù)標(biāo)記相對位置判斷是否存在位移，巡檢效率低、易遺漏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提供一種低成本、高可靠性、實時在線的地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置及方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置，包括光纖傳感動態(tài)分析儀、傳輸光纖和設(shè)置于每一個接觸網(wǎng)與隧道頂部之間的接觸網(wǎng)支架，所述接觸網(wǎng)支架頂部與隧道頂部固定連接、底部與接觸網(wǎng)固定連接，所述接觸網(wǎng)支架頂部一端設(shè)有連接片，連接片一端與接觸網(wǎng)支架端部固定連接、另一端與隧道頂部固定連接，所述連接片上固定有光纖應(yīng)變傳感器，多個光纖應(yīng)變傳感器通過傳輸光纖串聯(lián)后與光纖動態(tài)分析儀連接形成回路。
[0005]進(jìn)一步地，所述接觸網(wǎng)支架包括與隧道頂部固定連接的第一連接板、與接觸網(wǎng)固定連接的第二連接板和連接支架，所述第一連接板與第二連接板平行布置，所述連接支架固定于第一連接板與第二連接板之間，所述連接片一端與第一連接板的端部固定連接。
[0006]進(jìn)一步地，所述連接支架為倒Y字形支架，倒Y字形支架的頂部與第一連接板固定連接、底部兩端與第二連接板固定連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述連接片包括一體化連接的三段，左段和右段平行且水平布置，中間段傾斜布置，左段與接觸網(wǎng)支架固定連接，右段與隧道頂部固定連接，所述光纖應(yīng)變傳感器固定于中間段上。
[0008]進(jìn)一步地，所述光纖應(yīng)變傳感器包括位于兩端的固定段和位于中部的應(yīng)變段，所述兩端的固定段固定于連接片的中間段上。
[0009]更進(jìn)一步地，所述多個光纖應(yīng)變傳感器中一個光纖應(yīng)變傳感器的一固定段與相鄰的另一個光纖應(yīng)變傳感器的一固定段通過傳輸光纖串聯(lián)。
[0010]—種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測方法，在每一個接觸網(wǎng)支架的端部與隧道頂部之間設(shè)置光纖應(yīng)變傳感器，多個光纖應(yīng)變傳感器之間通過傳輸光纖串聯(lián)后與光纖動態(tài)分析儀連接形成回路，光纖動態(tài)分析儀定時循環(huán)向串聯(lián)的光纖應(yīng)變傳感器發(fā)送調(diào)制信號、并接收光纖應(yīng)變傳感器反饋的信號，光纖動態(tài)分析儀根據(jù)反饋信號的變化及回路中位置的對應(yīng)關(guān)系判斷發(fā)生應(yīng)變的光纖應(yīng)變傳感器的位置及應(yīng)變程度，進(jìn)而獲得與其對應(yīng)的接觸網(wǎng)支架的松動情況，實現(xiàn)地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述接觸網(wǎng)支架頂部與隧道頂部固定連接、底部與接觸網(wǎng)固定連接，所述接觸網(wǎng)支架頂部一端設(shè)有連接片，連接片一端與接觸網(wǎng)支架端部固定連接、另一端與隧道頂部固定連接，所述光纖應(yīng)變傳感器固定于連接片上。
[0012]進(jìn)一步地，所述接觸網(wǎng)支架包括與隧道頂部固定連接的第一連接板、與接觸網(wǎng)固定連接的第二連接板和連接支架，所述第一連接板與第二連接板平行布置，所述連接支架為倒Y字形支架，倒Y字形支架的頂部與第一連接板固定連接、底部兩端與第二連接板固定連接，所述連接片一端與第一連接板的端部固定連接。
[0013]更進(jìn)一步地，所述連接片包括一體化連接的三段，左段和右段平行且水平布置，中間段傾斜布置，左段與接觸網(wǎng)支架固定連接，右段與隧道頂部固定連接，所述光纖應(yīng)變傳感器固定于中間段上。
[0014]本發(fā)明在每一個接觸網(wǎng)支架上安裝光纖應(yīng)變傳感器，通過光纖動態(tài)分析儀遠(yuǎn)程接收光纖應(yīng)變傳感器信號的變化來檢測接觸網(wǎng)支架的松動情況，實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線實時監(jiān)測接觸網(wǎng)的緊固情況，節(jié)約大量人工檢測所耗費的時間和人力，并為接觸網(wǎng)緊固件的檢修加固提供豐富的數(shù)據(jù)支持，真正做到按需、定位檢修，具有較強(qiáng)的實用性，有利于提高地鐵系統(tǒng)運行的安全性，推廣應(yīng)用前景廣闊。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的在線監(jiān)測的原理示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明連接片的示意圖。
[0018]圖4為圖3的俯視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明光纖應(yīng)變傳感器的示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明連接片與光纖應(yīng)變傳感器的配合示意圖。
[0021 ]圖7為本發(fā)明非監(jiān)測端松動的示意圖。
[0022]圖8為本發(fā)明直接監(jiān)測端松動的示意圖。
[0023]圖中:1-光纖傳感動態(tài)分析儀;2-傳輸光纖;3-接觸網(wǎng)支架;3.1-第一連接板;3.2-連接支架;3.3-第二連接板;4-隧道頂部;5-接觸網(wǎng);6-連接片;6.1-左段;6.2-中間段、6.3-右段、7-光纖應(yīng)變傳感器;7.1-固定段;7.2-應(yīng)變段。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，便于清楚地了解本發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0025]本發(fā)明針對地鐵隧道中接觸網(wǎng)支架分布密集、隧道距離長、電磁環(huán)境復(fù)雜等情況，提出利用分布式光纖應(yīng)變傳感測量技術(shù)對接觸網(wǎng)支架進(jìn)行在線監(jiān)測，【具體實施方式】原理框圖如圖1所示，在每一個接觸網(wǎng)支架的端部與隧道頂部之間設(shè)置光纖應(yīng)變傳感器7，分布在各個接觸網(wǎng)支架上的光纖應(yīng)變傳感器SI?Sn+Ι通過傳輸光纖2串聯(lián)后與光纖動態(tài)分析儀I連接形成回路，光纖動態(tài)分析儀I定時循環(huán)向回路中串聯(lián)的光纖應(yīng)變傳感器發(fā)送調(diào)制信號(即光纖傳感動態(tài)分析儀依次順序地向串聯(lián)回路中的每個光纖應(yīng)變傳感器發(fā)送信號，每次向其中一個光纖應(yīng)變傳感器發(fā)送信號，每個光纖應(yīng)變傳感器都發(fā)送完成后再返回重新信號;接收信號與發(fā)送信號一樣，每次接收一個光纖應(yīng)變傳感器反饋的信號)，該信號通過被拉伸或被擠壓的應(yīng)變傳感器發(fā)生頻移和相位差，并通過回路返回到光纖動態(tài)分析儀中，光纖動態(tài)分析儀通過檢測信號頻移、相位變化的對應(yīng)關(guān)系，解析發(fā)生應(yīng)變的光纖應(yīng)變傳感器的位置及應(yīng)變程度，進(jìn)而獲得與其對應(yīng)的接觸網(wǎng)支架的松動情況，實現(xiàn)地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測。
[0026]如圖2-8所示，實現(xiàn)上述地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測原理的裝置，包括光纖傳感動態(tài)分析儀1、傳輸光纖2和設(shè)置于每一個接觸網(wǎng)5與隧道頂部4之間的接觸網(wǎng)支架3，所述接觸網(wǎng)支架3頂部與隧道頂部4固定連接、底部與接觸網(wǎng)5固定連接，所述接觸網(wǎng)支架3頂部一端設(shè)有連接片6，連接片6—端與接觸網(wǎng)支架3頂部端部固定連接、另一端與隧道頂部4固定連接，所述連接片6上固定有光纖應(yīng)變傳感器7，多個光纖應(yīng)變傳感器7通過傳輸光纖2串聯(lián)后與光纖動態(tài)分析儀I連接形成回路。
[0027]上述方案中，接觸網(wǎng)支架3包括與隧道頂部4通過預(yù)埋螺栓固定連接的第一連接板3.1、與接觸網(wǎng)5固定連接的第二連接板3.3和連接支架3.2，所述第一連接板3.1與第二連接板3.3平行布置，所述連接支架3.2固定于第一連接板3.1與第二連接板3.3之間，所述連接片6—端與第一連接板3.1的端部固定連接。連接支架3.2為倒Y字形支架，倒Y字形支架的頂部與第一連接板3.1固定連接、底部兩端與第二連接板3.3固定連接，連續(xù)密集的接觸網(wǎng)支架將整條接觸網(wǎng)保持一定高度和平穩(wěn)度。
[0028]上述方案中，連接片6包括一體化連接的三段，如圖3、圖4所示，左段6.1和右段6.3平行且水平布置，中間段6.2傾斜布置，左段6.4與接觸網(wǎng)支架3頂部的第一連接板3.1邊緣焊接固定連接，右段6.3上開孔與隧道頂部4通過預(yù)埋螺栓固定連接，所述光纖應(yīng)變傳感器7固定于中間段6.2上，連接片采用延展性好、耐腐蝕不銹的金屬材料制成，結(jié)構(gòu)性能好。
[0029]上述方案中，光纖應(yīng)變傳感器7包括位于兩端的固定段7.1和位于中部的應(yīng)變段7.2，實施時，將兩端的固定段7.1通過焊接固定于連接片6的中間段6.2上，如圖5、圖6所示，兩端的固定段分別與傳輸光纖相連，即多個光纖應(yīng)變傳感器中一個光纖應(yīng)變傳感器的一固定段與相鄰的另一個光纖應(yīng)變傳感器的一固定段通過傳輸光纖串聯(lián)。接觸網(wǎng)支架在安裝前將如上所述焊接有光纖應(yīng)變傳感器的連接片焊接到接觸網(wǎng)支架邊緣的設(shè)計位置，安裝時，聯(lián)同接觸網(wǎng)支架、連接片一同通過預(yù)埋螺栓緊固，安裝完畢后，采用傳輸光纖串聯(lián)各應(yīng)變傳感器。
[0030]本發(fā)明工作時，如上所述光纖傳感動態(tài)分析儀定時循環(huán)發(fā)送調(diào)制信號、接收分析解調(diào)信號，當(dāng)監(jiān)測回路中，有任何一個接觸網(wǎng)支架頂部發(fā)生松動，如圖7所示，如果非監(jiān)測端(即接觸網(wǎng)支架上未設(shè)置光纖應(yīng)變傳感器的一端)發(fā)生松動，由于結(jié)構(gòu)對稱和支撐關(guān)系，監(jiān)測端所安裝的連接片產(chǎn)生擠壓應(yīng)變，導(dǎo)致連接片上的光纖應(yīng)變傳感器產(chǎn)生擠壓應(yīng)變，即沿圖中A方向產(chǎn)生應(yīng)變，所對應(yīng)的光纖應(yīng)變傳感器返回光波發(fā)生變化;如圖8所示，如果監(jiān)測端(即接觸網(wǎng)支架上設(shè)置光纖應(yīng)變傳感器的一端)發(fā)生松動，監(jiān)測端與隧道頂部發(fā)生相對位移，此時如上所述連接片產(chǎn)生拉伸，導(dǎo)致連接片上的應(yīng)變傳感器產(chǎn)生拉伸應(yīng)變，即沿圖中B方向產(chǎn)生應(yīng)變，所對應(yīng)光纖應(yīng)變傳感器返回光波λ?’發(fā)生變化。如上所述，接觸網(wǎng)支架頂部的第一連接板任意緊固點松動，均可造成連接片及光纖應(yīng)變傳感器的應(yīng)變，光纖傳感動態(tài)分析儀可通過對光纖應(yīng)變傳感器返回信號的解調(diào)分析，計算出應(yīng)變發(fā)生的位置、應(yīng)變量，進(jìn)而獲得與其對應(yīng)的接觸網(wǎng)支架的松動情況，實現(xiàn)地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置，其特征在于:包括光纖傳感動態(tài)分析儀(I)、傳輸光纖(2)和設(shè)置于每一個接觸網(wǎng)與隧道頂部之間的接觸網(wǎng)支架(3)，所述接觸網(wǎng)支架(3)頂部與隧道頂部(4)固定連接、底部與接觸網(wǎng)(5)固定連接，所述接觸網(wǎng)支架(3)頂部一端設(shè)有連接片(6)，連接片(6)—端與接觸網(wǎng)支架(3)端部固定連接、另一端與隧道頂部(4)固定連接，所述連接片(6)上固定有光纖應(yīng)變傳感器(7)，多個光纖應(yīng)變傳感器(7)通過傳輸光纖(2)串聯(lián)后與光纖動態(tài)分析儀(I)連接形成回路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述接觸網(wǎng)支架(3)包括與隧道頂部固定連接的第一連接板(3.1)、與接觸網(wǎng)固定連接的第二連接板(3.3)和連接支架(3.2)，所述第一連接板(3.1)與第二連接板(3.3)平行布置，所述連接支架(3.2)固定于第一連接板(3.1)與第二連接板(3.3)之間，所述連接片(6)—端與第一連接板(3.1)的端部固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述連接支架(3.2)為倒Y字形支架，倒Y字形支架的頂部與第一連接板(3.1)固定連接、底部兩端與第二連接板(3.3)固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述連接片(6)包括一體化連接的三段，左段(6.1)和右段(6.3)平行且水平布置，中間段(6.2)傾斜布置，左段(6.1)與接觸網(wǎng)支架(3)固定連接，右段(6.3)與隧道頂部(4)固定連接，所述光纖應(yīng)變傳感器(7)固定于中間段(6.2)上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述光纖應(yīng)變傳感器(7)包括位于兩端的固定段(7.1)和位于中部的應(yīng)變段(7.2)，所述兩端的固定段(7.1)固定于連接片(6)的中間段上。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述多個光纖應(yīng)變傳感器中一個光纖應(yīng)變傳感器的一固定段與相鄰的另一個光纖應(yīng)變傳感器的一固定段通過傳輸光纖串聯(lián)。7.一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測方法，其特征在于:在每一個接觸網(wǎng)支架的端部與隧道頂部之間設(shè)置光纖應(yīng)變傳感器，多個光纖應(yīng)變傳感器之間通過傳輸光纖串聯(lián)后與光纖動態(tài)分析儀連接形成回路，光纖動態(tài)分析儀定時循環(huán)向串聯(lián)的光纖應(yīng)變傳感器發(fā)送調(diào)制信號，信號通過被拉伸或被擠壓的應(yīng)變傳感器發(fā)生頻移和相位差，并通過回路返回到光纖動態(tài)分析儀中，光纖動態(tài)分析儀通過檢測信號頻移、相位變化的對應(yīng)關(guān)系解析發(fā)生應(yīng)變光纖應(yīng)變傳感器的位置及應(yīng)變程度，進(jìn)而獲得與其對應(yīng)的接觸網(wǎng)支架的松動情況，實現(xiàn)地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測方法，其特征在于:所述接觸網(wǎng)支架(3)頂部與隧道頂部(4)固定連接、底部與接觸網(wǎng)(5)固定連接，所述接觸網(wǎng)支架(3)頂部一端設(shè)有連接片(6)，連接片(6)—端與接觸網(wǎng)支架(3)端部固定連接、另一端與隧道頂部(4)固定連接，所述光纖應(yīng)變傳感器(7)固定于連接片(6)上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測方法，其特征在于:所述接觸網(wǎng)支架(3)包括與隧道頂部固定連接的第一連接板(3.1)、與接觸網(wǎng)固定連接的第二連接板(3.3)和連接支架(3.2)，所述第一連接板(3.1)與第二連接板(3.3)平行布置，所述連接支架(3.2)為倒Y字形支架，倒Y字形支架的頂部與第一連接板(3.1)固定連接、底部兩端與第二連接板(3.3)固定連接，所述連接片(6)—端與第一連接板(3.1)的端部固定連接。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地鐵接觸網(wǎng)支架松動的在線監(jiān)測方法，其特征在于:所述連接片(6)包括一體化連接的三段，左段(6.1)和右段(6.3)平行且水平布置，中間段(6.2)傾斜布置，左段(6.1)與接觸網(wǎng)支架(3)固定連接，右段(6.3)與隧道頂部(4)固定連接，所述光纖應(yīng)變傳感器(7)固定于中間段(6.2)上。
【文檔編號】G01D21/00GK106017541SQ201610614407
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】蔡崇慶, 熊朝輝, 車輪飛, 劉俊, 林昶隆, 付維綱, 趙建偉, 夏繼豪, 胡清華, 吳敏軍
【申請人】中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司