基于熒光光纖溫度傳感器的接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及接觸網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于熒光光纖溫度傳感器的接觸網(wǎng)導(dǎo) 線測(cè)溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)電氣化高速鐵路建設(shè)的延伸和發(fā)展，機(jī)車的供電接觸網(wǎng)建設(shè)也延伸到易 覆冰、重覆冰區(qū)，頻繁發(fā)生的供電導(dǎo)線覆冰的自然現(xiàn)象對(duì)電氣化鐵路的安全運(yùn)行造成重大 威脅。2008年春季我國(guó)遭遇嚴(yán)重的覆冰災(zāi)害，廣東、廣西、湖南、湖北等地接觸網(wǎng)覆冰嚴(yán)重， 嚴(yán)重影響了電氣化鐵路的安全運(yùn)行。對(duì)于電氣化鐵路而言，覆冰是一種自然災(zāi)害，會(huì)導(dǎo)致桿 塔傾倒、導(dǎo)線覆冰舞動(dòng)或斷裂，同時(shí)由于接觸網(wǎng)覆冰，會(huì)導(dǎo)致受電弓無(wú)法正常取電，甚至導(dǎo) 致受電弓的損害或斷裂，嚴(yán)重影響列車的安全準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)行，對(duì)于時(shí)速超過(guò)300km/h的高速鐵 路，該問(wèn)題更加嚴(yán)重，必須引起高度重視。
[0003] 近年來(lái)，覆冰災(zāi)害已經(jīng)成為鐵路、電力線路的主要災(zāi)害之一。在電氣化鐵路接觸網(wǎng) 系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化融冰、除冰工作是保障電氣化鐵路安全運(yùn)營(yíng)和提高生產(chǎn)效率的發(fā)展方向。
[0004] 融冰裝置系統(tǒng)的原理是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況（接觸網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)、供電臂長(zhǎng)度、環(huán)境溫度、 接觸網(wǎng)覆冰圖像等相關(guān)判別量進(jìn)行判別）然后對(duì)所需融冰的輸出功率進(jìn)行綜合控制和調(diào) 節(jié)，為接觸網(wǎng)提供穩(wěn)態(tài)電流，對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線加熱，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)覆冰融化。
[0005] 另外電氣化鐵路接觸網(wǎng)主導(dǎo)流回路的各個(gè)接續(xù)部位接觸良好，是系統(tǒng)安全工作的 重要環(huán)節(jié)。如果接觸不良，在電流通過(guò)時(shí)，就會(huì)造成線夾，接續(xù)處溫度升高，從而造成導(dǎo)線損 壞，目前各個(gè)鐵路管理部檢修部門普遍采用的方法是人為巡檢，使用手持式測(cè)溫設(shè)備進(jìn)行 巡視檢查，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，效率低下。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種基于熒光光纖溫度傳感器的接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫方法 及裝置，可以大大節(jié)約成本，保證鐵路的安全運(yùn)營(yíng)。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0008] 一種基于熒光光纖溫度傳感器的接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫裝置，包括：
[0009] 熒光式光纖溫度傳感模塊、高低壓隔離絕緣子、主控模塊、通訊模塊、電源模塊、融 冰后臺(tái)。
[0010] 其中熒光式光纖溫度傳感模塊：用于檢測(cè)接觸網(wǎng)導(dǎo)線上承力索的溫度，并將監(jiān)測(cè) 到的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)光纖傳給主控模塊；
[0011] 高低壓隔離絕緣子，用于隔離所述熒光式光纖溫度傳感模塊與所述主控模塊之間 的尚低壓；
[0012] 所述主控模塊：用于接收所述溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并接收融冰后臺(tái)的命令， 將處理后的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)通訊模塊傳送到所述融冰后臺(tái)；以使得所述融冰后臺(tái)根據(jù)所述處 理后的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行融冰防冰操作；
[0013] 電源模塊，用于為所述接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫裝置提供電源輸入，采用鐵路沿線的交流 220V電源。
[0014] 可選的，所述主控模塊包括：STM32F107。
[0015] 可選的，所述熒光式光纖溫度傳感模塊包括：
[0016] 所述熒光式光纖溫度傳感模塊包括：熒光光纖溫度傳感器，所述熒光光纖溫度傳 感器包括前端的熒光光纖測(cè)溫探頭及探頭外護(hù)套裝置、多模傳輸光纖；
[0017] 其中，所述多模傳輸光纖的一端連接熒光光纖測(cè)溫探頭，另一端連接主控模塊；所 述熒光光纖測(cè)溫探頭，為金屬探頭，所述探頭上的測(cè)溫?zé)晒怏w經(jīng)過(guò)1200度高溫煅燒而成； 所述熒光光纖測(cè)溫探頭由銅絲纏繞在所述接觸網(wǎng)導(dǎo)線上，所述熒光光纖測(cè)溫探頭上的銅絲 一匝與一匝銅絲相隔1mm間隔；與所述熒光光纖測(cè)溫探頭間隔12mm處由銅絲一匝緊挨一 匝將所述多模傳輸光纖與所述接觸網(wǎng)導(dǎo)線緊密纏繞50_;熒光光纖測(cè)溫探頭處采用1根 750mm的雙支型預(yù)絞絲纏繞線夾固定，預(yù)絞絲纏繞線夾露出銅絲綁線300mm;
[0018] 所述高低壓隔離絕緣子，設(shè)置在所述熒光光纖測(cè)溫探頭和所述主控模塊之間，所 述多模傳輸光纖從所述絕緣子的傘裙散水面一端方向穿入所述絕緣子套管內(nèi)并用特殊材 料進(jìn)行絕緣灌封，再連接到主控模塊；其中穿入所述絕緣子套管內(nèi)的多模傳輸光纖外表面 和所述絕緣子套管內(nèi)壁在灌封前進(jìn)行偶聯(lián)劑處理。
[0019] 上述技術(shù)方案提供的基于熒光光纖溫度傳感器的接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫方法，通過(guò)采用 熒光光纖溫度傳感器對(duì)高壓接觸網(wǎng)導(dǎo)線進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，熒光測(cè)溫以其可靠，精度高，使用壽 命長(zhǎng)等特點(diǎn)，從而使得接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫裝置實(shí)現(xiàn)高可靠性，高精度，抗電磁干擾性強(qiáng)，使用 壽命長(zhǎng)；且通過(guò)在熒光光纖測(cè)溫探頭和主控模塊之間的多模傳輸光纖上設(shè)置高低壓隔離絕 緣子，既保證了高低壓的絕緣隔離問(wèn)題，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了測(cè)溫探頭和主控模塊之間的光纖無(wú) 法固定的問(wèn)題，確保了安裝的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種基于熒光光纖溫度傳感器的接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè) 溫裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種熒光式光纖溫度傳感模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種高低壓隔離絕緣子部分的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熒光光纖溫度傳感器部分的一個(gè)安裝步驟示意 圖；
[0024] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熒光光纖溫度傳感器部分的另一個(gè)安裝步驟示 意圖；
[0025] 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熒光光纖溫度傳感器部分的另一個(gè)安裝步驟示 意圖；
[0026] 圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熒光光纖溫度傳感器部分的另一個(gè)安裝步驟示 意圖；
[0027] 圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熒光光纖溫度傳感器部分的另一個(gè)安裝步驟示 意圖；
[0028] 圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的熒光光纖溫度傳感器部分的另一個(gè)安裝步驟示 意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0030] 由于接觸網(wǎng)導(dǎo)線上的電壓很高，為了保證安全，一般不在接觸網(wǎng)導(dǎo)線上安裝測(cè)溫 裝置，又考慮到承力索（承力索是電氣化鐵道懸掛接觸導(dǎo)線的配套產(chǎn)品）與接觸網(wǎng)導(dǎo)線處 于同一環(huán)境下，承力索與所述接觸網(wǎng)導(dǎo)線上的溫度近似相同，故本實(shí)用新型的實(shí)施例在進(jìn) 行接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫時(shí)，會(huì)在承力索上安裝測(cè)溫裝置來(lái)檢測(cè)承力索上的溫度，進(jìn)而獲得接觸 網(wǎng)導(dǎo)線溫度。
[0031] 本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于熒光光纖溫度傳感器的接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫裝置， 如圖1所示，所述裝置包括若干個(gè)熒光式光纖溫度傳感模塊1，主控模塊2,通訊模塊3,融冰 后臺(tái)4,電源模塊5,高低壓隔離絕緣子6。
[0032] 所述熒光式光纖溫度傳感模塊1，用于檢測(cè)接觸網(wǎng)導(dǎo)線上的溫度，并將監(jiān)測(cè)到的溫 度數(shù)據(jù)傳給主控模塊2 ;高低壓隔離絕緣子6,用于隔離所述熒光式光纖溫度傳感模塊與所 述主控模塊之間的高低壓；所述主控模塊2,用于接收所述溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并接 收融冰后臺(tái)4的命令，將處理后的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)通訊模塊3傳送到所述融冰后臺(tái)4 ;以使得 所述融冰后臺(tái)4根據(jù)所述處理后的溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行融冰防冰操作；電源模塊5,用于為所述 接觸網(wǎng)導(dǎo)線測(cè)溫裝置提供電源輸入，采用鐵路沿線的交流220V電源。
[0033] 在這里需要說(shuō)明的是，所述主控模塊2以STM32F107為主CPU處理器，對(duì)接收的溫 度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并上送至接觸網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)，為融冰系統(tǒng)提供依據(jù)。所述STM32F107豐 富的外設(shè)接口可滿足系統(tǒng)各種軟硬件接口要求，較高的處理速度完全能夠及時(shí)有效的對(duì)接 收的命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。STM32F107的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)包括10個(gè)定時(shí)器、兩個(gè)12位1-Msample/ s AD (模數(shù)轉(zhuǎn)換器）（快速交替模式下2M sample/s)、兩個(gè)12位DA (數(shù)模轉(zhuǎn)換器）、兩個(gè)I2C 接口、五個(gè)USART接口和三個(gè)SPI端口和高質(zhì)量數(shù)字音頻接口 IIS，另外STM32F107擁有全 速USB(OTG)接口，兩路CAN2. 0B接口，以及以太網(wǎng)10/100MAC模塊。其它主要特點(diǎn)如下： 1) 32位ARM Cortex-M3結(jié)構(gòu)優(yōu)化；2) 72MHz運(yùn)行頻率，1. 25DMIPS/MHZ ;3)硬件除法和單周 期乘法；4)快速可嵌套中斷，6?12個(gè)時(shí)鐘周期；5)具有MPU保護(hù)設(shè)定訪問(wèn)規(guī)則；6) 64K? 256KB Flash，高達(dá) 64KB 的 SRAM。
[0034] 如圖2所示，所述熒光式光纖溫度傳感模塊1包括：熒光光纖溫度傳感器11。所 述熒光光纖溫度傳感器11包括：前端的熒光光纖測(cè)溫探頭111及探頭外護(hù)套裝置（圖中未 顯不）、多模傳輸光纖110。
[0035] 所述熒光光纖測(cè)溫探頭111上設(shè)置有熒光物體，該熒光物體在受到一定波長(zhǎng)（受 激譜）的光激勵(lì)后，受激輻射出熒光能量。激勵(lì)撤消后，熒光余暉的持續(xù)性取決于熒光物質(zhì) 特性、環(huán)境溫度等因素。這種受激發(fā)熒光通常是按指數(shù)方式衰減的，我們稱衰減的時(shí)間常數(shù) 為熒光壽命或熒光余暉時(shí)間（ns)。我們發(fā)現(xiàn)，在不同的環(huán)境溫度下，熒光余暉衰減也不同。 因此通過(guò)測(cè)量熒光余暉壽命的長(zhǎng)短，就可以得知當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度。所述探頭外護(hù)套裝置設(shè) 置在所述前端的熒光光纖測(cè)溫探頭111外，包裹所述熒光光纖測(cè)溫探頭111，用于保護(hù)該探 頭。所述多模傳輸光纖110連接在所述熒光光纖測(cè)溫探頭111后，用于將所述熒光光纖測(cè) 溫探頭111測(cè)得的溫度數(shù)據(jù)傳輸出去。
[0036] 熒光式光纖測(cè)溫探頭111很輕巧，可以由銅絲纏繞在所述接觸網(wǎng)的承力索上，一 匝與一匝銅絲相隔約1mm間隔；并采用1根雙支型預(yù)絞絲纏繞線夾固定，預(yù)絞絲纏繞線夾 露出銅絲綁線300mm ;能有效牢靠地安裝在接觸網(wǎng)的承力索上，可解決接觸網(wǎng)測(cè)溫安裝可 靠性；同時(shí)，熒光式光纖測(cè)溫精度高，保證了接觸網(wǎng)測(cè)溫的精度；測(cè)溫探頭為金屬外護(hù)套探 頭，和主控模塊2使用多模傳輸光纖110連接，大大提高了使用壽