一种非接触式弓网燃弧检测监测结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，包含车顶检测部分和车内检测部分，所述车顶检测部分和车内检测部分通信连接；所述车顶检测部分主要包括光学透镜组、红外热像仪；所述车内检测部分主要包括光电倍增管、电流传感器、信号采集处理板、数据存储器、无线发送板；所述信号采集处理板输入端分别与光电倍增管、电流传感器连接，输出端则与数据存储器连接；所述数据存储器与无线发送板连接。本实用新型在检测过程中不与弓网接触，且通过在线检测检测参数指标，能够真实客观的反映弓网受流质量情况，为电力列车正常运行的提供了保障。
【专利说明】一种非接触式弓网燃弧检测监测结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及接触网检测【技术领域】，尤其涉及一种非接触式弓网燃弧检测监测结构。
【背景技术】
[0002]接触网作为牵引供电系统中重要的组成部分，而受电弓是电力列车获取电能的关键组成部件，其接触网和受电弓良好的动态接触性能是保证电力列车正常运行的前提保障。但接触网和受电弓良好机械接触受约于其它很多因素，如接触网悬挂、接触线材质、受电弓滑板缺陷以及轨道不平顺等。若存在上述影响因素，使接触线与受电弓接触面稍有不良接触，弓网之间就可能产生燃弧。该放电现象的产生不仅恶化了弓网受流之间的质量，而且对接触线和受电弓滑板造成电气磨耗，极大的减少了使用寿命。如何对接触网和受电弓受流质量实时在线检测监测，及时掌握真实弓网之间的运行状态和各项指标就显得非常必要。
[0003]调研国内成熟的检测技术发现，弓网动态关系检测大都采用传统的基于在受电弓滑条上安装力传感器的方式来实现。通过弓网接触压力参数评估弓网受流质量的优劣。但由于测量接触压力的方式改变了受电弓原有的结构，因此弓网接触压力不能真实准确地反映弓网动态关系。
[0004]另外，国外成熟的检测技术对弓网动态关系的检测大都检测弓网之间产生的燃弧。如日本、意大利相继都采用了燃弧检测方法。但目前只实现了弓网燃弧的检测，没有关联相关的电气参量，如牵引电流、弓网运行热图像等，来辅助分析弓网动态关系。
[0005]如果能提供一种检测结构，该检测结构能够做到不改变受电弓原有的结构，能真实准确地反映弓网动态关系，且在弓网燃弧的检测过程中还能够关联相关的电气参量来辅助分析弓网动态关系，将是十分有意义的。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供了一种非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，包含车顶检测部分和车内检测部分，所述车顶检测部分和车内检测部分通信连接;
[0007]所述车顶检测部分主要包括光学透镜组、红外热像仪；
[0008]所述车内检测部分主要包括光电倍增管、电流传感器、信号采集处理板、数据存储器、无线发送板；所述信号采集处理板输入端分别与光电倍增管、电流传感器连接，输出端则与数据存储器连接；所述数据存储器与无线发送板连接。
[0009]进一步的，所述车顶检测部分的光学透镜组和车内检测部分的光电倍增管通过紫外光纤束连接。
[0010]进一步的，紫外光纤束由多根紫外光纤组成。
[0011]进一步的，所述车顶检测部分的红外热像仪和车内检测部分的数据存储器通过网线连接。
[0012]进一步的，红外热像仪主要由红外锗镜头和红外探测器组成。
[0013]进一步的，光学透镜组包括保护玻璃、滤光片、衰减片。
[0014]进一步的，光电倍增管包括日盲光电探测器、高压电源、驱动电路。
[0015]进一步的，信号采集处理板包含FPGA芯片和ARM芯片。
[0016]进一步的，所述FPGA芯片型号为EPM1270T144I5，ARM芯片型号为STM32F103VET6。
[0017]进一步的，无线发送板采用SIM900无线发送电路模块.[0018]本实用新型的有益效果为:
[0019]本实用新型不仅可以实现检测弓网燃弧参数，而且还可以检测弓网运行状态的热图像以及列车的牵引电流等参数，实现对接触网和受电弓受流质量实时在线检测监测，及时掌握真实弓网之间的运行状态和各项指标。本实用新型在检测过程中不与弓网接触，通过在线检测检测参数指标，能够真实客观的反映弓网受流质量情况，为电力列车正常运行的提供了保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型安装于电力列车上时的示意图。
[0021]图2为本实用新型的构造图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的表述。
[0023]如图1所示，为本实用新型安装于电力列车时上的示意图。其中车顶检测部分2安装在弓网系统I后端，车内检测部分3安装于受电弓底部的车厢内，与车顶检测部分2通信连接。本实用新型架构于电力列车上，与电力列车共同组成了一套检测监控装置。
[0024]车内检测部分3主要包括光电倍增管、电流传感器、信号采集处理板、数据存储器、无线发送板。所述信号采集处理板输入端分别与光电倍增管、电流传感器连接，输出端则与数据存储器连接；所述数据存储器与无线发送板连接。
[0025]车顶检测部分2主要包括光学透镜组、红外热像仪。光学透镜组和车内检测部分的光电倍增管通过紫外光纤束连接。
[0026]下面对各个部分进行详细说明。
[0027]光学透镜组:主要由保护玻璃、紫外滤光片、衰减片等构成。实现弓网燃弧特征紫外光信号的有效采集，该方式极大的降低了太阳光的干扰。
[0028]红外热像仪:主要由红外锗镜头和红外探测器组成，实现了采集弓网运行热图像以及弓网燃弧的温度分布，辅助观察弓网燃弧的信息。
[0029]光电倍增管:主要由日盲光电探测器、高压电源、驱动电路等组成，实现了紫外光信号转化为电信号。
[0030]电流传感器:实现了电力列车牵引电流参量的检测。
[0031]信号采集处理板:基于FPGA (芯片型号为EPM1270T144I5)和ARM (芯片信号为STM32F103VET6)的架构方式，实现了所采集信号的滤波、放大、同步采样、控制等功能。所采集信息包括弓网燃弧电信号、牵引电流、速度以及公里标信息等。通过采集定位信息实现了弓网燃弧发生区段的定位。
[0032]无线发送板:采用GSM/GPRS传输技术，利用SIM900无线发送电路模块，实现了检测结果的上报。
[0033]车顶检测部分2和车内检测部分3的具体通信连接方式为:
[0034]所述车顶检测部分2的光学透镜组和车内检测部分3的光电倍增管通过紫外光纤连接。所述车顶检测部分2的红外热像仪和车内检测部分3的数据存储器通过网线连接。
[0035]其中，紫外光纤束主要由多根紫外光纤组成，接口采用SMA905的形式，实现了紫外光信号的高效传递，避免了微弱光信号长距离传输衰减的问题。
[0036]本实用新型的工作过程为:
[0037]车顶检测部分2的光学透镜组采集弓网燃弧特征紫外光信号，经紫外光纤束进传递带车内检测部分3的光电倍增管，由所述光电倍增管将紫外光信号转化为电信号。红外热像仪采集弓网运行热图像以及弓网燃弧的温度分布，辅助观察弓网燃弧的信息。
[0038]同时，车内检测部分3的信号采集处理板通过电流传感器检测电力列车牵引电流参量，并同步采集定位信息及光电倍增管的电信号。所采集信息包括弓网燃弧电信号、牵引电流、速度以及公里标信息等。所有采集信号经过滤波、放大、控制等，实现了弓网燃弧发生区段的定位。
[0039]信号采集处理板及红外热像仪的输出信息传输至数据存储器后，传输到无线发送板，无线发送板上报检测结果。
[0040]与现有检测技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0041]1、实现了运营电力列车实时在线检测，且在检测过程中不与弓网接触，客观的真实的反映了弓网动态关系，不仅可以检测弓网燃弧，而且可以检测弓网运行热图像和牵引电流等参数。
[0042]2、能够有效检测弓网之间的弓网燃弧信息，有效避免了太阳光的干扰。
[0043]3、检测的弓网燃弧参数指标不仅仅局限为燃弧率、燃弧时间、最大燃弧持续时间以及燃弧次数。
[0044]4、通过牵引电流参数能分析弓网燃弧与牵引电流之间的关系。
[0045]5、通过弓网运行红外热图像直观的观察弓网燃弧温度分布以及受电弓运行状态。
[0046]6、通过无线方式发送检测结果，减少了人为操作，提高了设备自动化程度。
[0047]7、本实用新型系统集成度高、体积小，方便携带以及安装。
[0048]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，也可以上述【具体实施方式】的进行组合，这些改进、润饰及组合形成的技术方案也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，包含车顶检测部分和车内检测部分，所述车顶检测部分和车内检测部分通信连接； 所述车顶检测部分主要包括光学透镜组、红外热像仪； 所述车内检测部分主要包括光电倍增管、电流传感器、信号采集处理板、数据存储器、无线发送板；所述信号采集处理板输入端分别与光电倍增管、电流传感器连接，输出端则与数据存储器连接；所述数据存储器与无线发送板连接。
2.如权利要求1所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，所述车顶检测部分的光学透镜组和车内检测部分的光电倍增管通过紫外光纤束连接。
3.如权利要求2所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，紫外光纤束由多根紫外光纤组成。
4.如权利要求1或2或3所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，所述车顶检测部分的红外热像仪和车内检测部分的数据存储器通过网线连接。
5.如权利要求4所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，红外热像仪主要由红外锗镜头和红外探测器组成。
6.如权利要求1所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，光学透镜组包括保护玻璃、滤光片、裳减片。
7.如权利要求1所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，光电倍增管包括日盲光电探测器、高压电源、驱动电路。
8.如权利要求1所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，信号采集处理板包含FPGA芯片和ARM芯片。
9.如权利要求8所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，所述FPGA芯片型号为 EPM1270T144I5，ARM 芯片型号为 STM32F103VET6。
10.如权利要求1所述的非接触式弓网燃弧检测监测结构，其特征在于，无线发送板采用SIM900无线发送电路模块。
【文档编号】B61K9/00GK203681577SQ201420025526
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】于龙 申请人:西南交通大学