[發(fā)明專利]電力機(jī)車受電弓碳滑板粘結(jié)電阻的檢測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910024281.3
• 申請(qǐng)日: 2009-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101672875A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷咸青;張建勛;胡獻(xiàn)峰;肖克民;吳元逸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R27/08
• 分類號(hào): G01R27/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 朱海臨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于伏安法的微弱電阻檢測(cè)系統(tǒng)和方法，特別涉及一種電力機(jī)車受電弓碳滑板粘結(jié)電阻的檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

受電弓滑板是電力機(jī)車獲得動(dòng)力來(lái)源的重要集電元件，安裝在受電弓的最上部，直接與弓網(wǎng)電線接觸。滑板在靜止或滑動(dòng)狀態(tài)下從接觸網(wǎng)導(dǎo)線上獲得電流，為機(jī)車供應(yīng)動(dòng)力。受電弓滑板在大自然環(huán)境中工作，并且在運(yùn)行中與接觸網(wǎng)導(dǎo)線不斷產(chǎn)生沖擊力。因此受電弓滑板和接觸導(dǎo)線這一接觸系統(tǒng)的受流質(zhì)量決定了電力機(jī)車能否獲得足夠的牽引動(dòng)力并安全可靠地運(yùn)行，而滑板質(zhì)量是影響受流質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。

目前在我國(guó)，應(yīng)用于電力機(jī)車的滑板主要有粉末冶金滑板、浸金屬碳滑板和碳滑板。碳滑板由于自潤(rùn)滑性能優(yōu)良，對(duì)接觸導(dǎo)線磨耗低，電磁噪聲小，可耐高溫，耐弧性強(qiáng)，不易和接觸導(dǎo)線發(fā)生焊附現(xiàn)象，可延長(zhǎng)導(dǎo)線使用壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)而得以廣泛生產(chǎn)應(yīng)用。粘結(jié)電阻是碳滑板質(zhì)量的重要性能指標(biāo)之一，滑板阻值越大，電流流過(guò)滑板產(chǎn)生的熱量就越多，這樣不僅嚴(yán)重?fù)p耗滑板，而且會(huì)造成弓網(wǎng)導(dǎo)線的異常磨損，使用期大大縮短，甚至導(dǎo)致停車事件。為確保行車安全，鐵道部要求碳滑板的粘結(jié)電阻不超過(guò)2mΩ，其電阻值很小，屬于微弱電阻的范疇。目前，尚無(wú)測(cè)量碳滑板粘接電阻的專用儀器。國(guó)內(nèi)外碳滑板生產(chǎn)廠家是通過(guò)手工操作毫歐表或者使用簡(jiǎn)易的直流線路配合毫伏表的測(cè)量方法對(duì)碳滑板粘接電阻進(jìn)行出廠檢測(cè)的。使用這些傳統(tǒng)的測(cè)量方法測(cè)量滑板的粘接電阻(不超過(guò)2mΩ)時(shí)，結(jié)果很不盡如人意。測(cè)量的電阻值很不精確，誤差很大，根本達(dá)不到精度的要求。另一方面，由于所有的測(cè)量過(guò)程完全靠人工完成，使得測(cè)量效率很低。這嚴(yán)重影響了我國(guó)電力機(jī)車的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有碳滑板粘結(jié)電阻測(cè)量技術(shù)的不足，滿足碳滑板生產(chǎn)廠家對(duì)碳滑板進(jìn)行快速、高效質(zhì)量檢測(cè)的需要，基于伏安法的測(cè)量原理，本發(fā)明提供了一種能夠?qū)μ蓟宓恼辰Y(jié)電阻進(jìn)行測(cè)試、記錄和質(zhì)量檢驗(yàn)的檢測(cè)系統(tǒng)，并同時(shí)提供了一種檢測(cè)方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種電力機(jī)車受電弓碳滑板粘結(jié)電阻的檢測(cè)系統(tǒng)，包括帶有顯示屏的計(jì)算機(jī)主機(jī)、與計(jì)算機(jī)主機(jī)信號(hào)連接的單片機(jī)控制單元和數(shù)據(jù)采集處理單元，單片機(jī)控制單元通過(guò)數(shù)據(jù)采集處理單元實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的采集及送至計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理的控制，其特征在于，檢測(cè)系統(tǒng)還包括一個(gè)氣動(dòng)控制裝置、一個(gè)帶有電阻測(cè)試穩(wěn)壓源的碳滑板粘結(jié)電阻檢測(cè)裝置；單片機(jī)控制單元通過(guò)氣動(dòng)控制裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)碳滑板粘結(jié)電阻檢測(cè)裝置的測(cè)量電極進(jìn)行動(dòng)作控制；所述碳滑板粘結(jié)電阻檢測(cè)裝置采用四電極接線方式，利用電阻測(cè)試穩(wěn)壓源、分流電阻Rs、功率電阻R_W、以及待測(cè)電阻Rx所組成的串聯(lián)測(cè)量回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)碳滑板條粘接處的待測(cè)電阻Rx的測(cè)量。其中，待測(cè)電阻R_X和分流電阻Rs兩端通過(guò)連接導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集處理單元中的電壓采集電路連接。

上述方案中，所述碳滑板粘結(jié)電阻檢測(cè)裝置包括固定的電流電極及電壓電極，連接氣動(dòng)控制裝置的活動(dòng)的電流電極及電壓電極，所述電流電極與電壓電極之間由回轉(zhuǎn)體件同軸絕緣連接；固定和活動(dòng)的電流電極串聯(lián)接入分流電阻Rs、功率電阻R_W后，接電阻測(cè)試穩(wěn)壓源；碳滑板條置于活動(dòng)電極與固定電極之間，電壓電極與碳滑板條接觸處的粘結(jié)電阻即為待測(cè)電阻Rx；當(dāng)電流電極與碳滑板條接觸，測(cè)量電回路接通。

所述回轉(zhuǎn)體件的一端設(shè)置有盲孔，盲孔中通過(guò)彈簧與電壓電極連接。

所述的氣動(dòng)控制裝置包括依次連接的空氣過(guò)濾器、調(diào)壓閥、節(jié)流調(diào)速閥、電磁換向閥和氣缸，汽缸的活塞桿與活動(dòng)的電流電極連接，電磁換向閥受單片機(jī)控制單元的輸出信號(hào)的控制用于氣缸的氣路換向，汽缸活塞桿帶動(dòng)活動(dòng)的電流電極運(yùn)動(dòng)，使測(cè)試碳滑板條自動(dòng)、快速被夾持在同軸的活動(dòng)電壓電極與固定電壓電極之間，接著活動(dòng)電極進(jìn)一步向前運(yùn)動(dòng)，使活動(dòng)和固定的電流電極與碳滑板條兩側(cè)接觸，接通測(cè)量回路。

所述活動(dòng)電極與固定電極之間的碳滑板條周圍區(qū)域設(shè)置有感應(yīng)探測(cè)器，測(cè)量電回路接通前，感應(yīng)探測(cè)器對(duì)該區(qū)域內(nèi)的遮擋物進(jìn)行掃描，當(dāng)遮擋物不存在或離開(kāi)時(shí)，氣缸動(dòng)作，測(cè)量電回路接通。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、能自動(dòng)測(cè)試碳滑板條的粘接電阻，同時(shí)通過(guò)上位機(jī)軟件參數(shù)的設(shè)置自動(dòng)判斷工件的合格情況，系統(tǒng)自動(dòng)保存測(cè)試數(shù)據(jù)；

2、利用四端法測(cè)試技術(shù)確保微電阻的測(cè)試精度，同時(shí)針對(duì)碳滑板的特殊需求設(shè)計(jì)了四電極結(jié)構(gòu)的測(cè)試探頭，能夠快速良好地對(duì)碳滑板進(jìn)行接觸性測(cè)試；

3、檢測(cè)系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)主機(jī)為控制核心，具有較強(qiáng)的測(cè)試數(shù)據(jù)管理功能，可對(duì)先前的測(cè)試數(shù)據(jù)及結(jié)論進(jìn)行查閱、存檔、打印等操作；