[發(fā)明專(zhuān)利]光纖式受電弓綜合在線實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310487863.1
• 申請(qǐng)日: 2013-10-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103528624A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛景鋒;陳剛;張衛(wèi)華;何彥璋;樸名鵬;申雅峰;陳佳鈺;隋廣慧;張磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所;北京海冬青機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01D21/02
• 分類(lèi)號(hào): G01D21/02;G01D5/353;B60L5/32
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.光纖式受電弓綜合在線實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于：受電弓綜合在線實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)將光纖式受電弓碳滑板磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)與光纖式受電弓頂升壓力在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)集成于一體；光纖式受電弓碳滑板磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)用于檢測(cè)受電弓碳滑板[1]磨耗情況；光纖式受電弓頂升壓力在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)用于測(cè)得受電弓碳滑板[1]的頂升壓力值F_c；通過(guò)信號(hào)處理單元[7]對(duì)受電弓碳滑板[1]磨耗值和受電弓碳滑板[1]頂升壓力F_c綜合對(duì)比分析，根據(jù)預(yù)設(shè)判據(jù)，輸出用于控制氣囊控制閥的反饋信號(hào)，適時(shí)調(diào)整受電弓碳滑板[1]的頂升壓力F_c及接觸狀態(tài)，有效避免脫網(wǎng)、托網(wǎng)等情況，同時(shí)，利用所述的檢測(cè)系統(tǒng)能延長(zhǎng)受電弓碳滑板[1]的使用壽命，并且提高列車(chē)受流質(zhì)量，保證列車(chē)安全運(yùn)行。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖式受電弓綜合在線實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的預(yù)設(shè)判據(jù)為，(1)當(dāng)受電弓碳滑板[1]磨耗值大于磨耗閾值時(shí)受電弓碳滑板[1]達(dá)到使用壽命上限，更換受電弓碳滑板[1]；(2)當(dāng)受電弓碳滑板[1]頂升壓力F_c小于合理頂升壓力F_c范圍下限時(shí)，提升受電弓碳滑板[1]高度增加其所受頂升壓力F_c，有效避免脫網(wǎng)，提高受流質(zhì)量，保證列車(chē)安全運(yùn)行；當(dāng)受受電弓碳滑板[1]頂升壓力F_c大于合理頂升壓力F_c范圍上限時(shí)，降低受電弓碳滑板[1]高度減小其所受頂升壓力F_c，進(jìn)而防止受電弓托網(wǎng)造成接觸網(wǎng)及碳滑板損傷；(3)當(dāng)受電弓碳滑板[1]磨耗值出現(xiàn)異常值時(shí)，根據(jù)和受電弓碳滑板[1]頂升壓力F_c綜合對(duì)比分析，并同時(shí)報(bào)警，由機(jī)車(chē)司機(jī)進(jìn)行判斷是否降弓作業(yè)或自動(dòng)進(jìn)行降弓作業(yè)；(4)當(dāng)機(jī)車(chē)受流出現(xiàn)異常的時(shí)，根據(jù)受電弓碳滑板[1]磨耗值和受電弓碳滑板[1]頂升壓力F_c綜合對(duì)比分析，由機(jī)車(chē)司機(jī)進(jìn)行判斷是否進(jìn)行降弓作業(yè)；其中，磨耗閾值、合理頂升壓力F_c范圍可根據(jù)受電弓碳滑板[1]種類(lèi)、受電弓碳滑板[1]使用場(chǎng)合不同而調(diào)整，如高鐵、動(dòng)車(chē)、地鐵等使用場(chǎng)合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖式受電弓綜合在線實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的光纖式受電弓碳滑板磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源[10]、多芯光纖插頭[9]、光纖式磨耗傳感器[8]、光電耦合器[11]、信號(hào)處理單元[7]；

光纖磨耗傳感器[8]包含光纖根數(shù)、光纖直徑及各光纖粘貼間距依據(jù)檢測(cè)精度要求而設(shè)定；光纖式磨耗傳感器[8]為并排鋪放在基底上的耐高溫光纖帶，其基底選擇復(fù)合材料、高分子柔性材料；耐高溫光纖帶中的光纖直徑及各光纖粘貼間距決定光纖式受電弓碳滑板[1]磨耗在線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)的精度，耐高溫光纖直徑越細(xì)、各光纖粘貼間距越小則測(cè)試精度越高；光纖式磨耗傳感器[8]不含電磁元器件或其他導(dǎo)電材料，故可耐高壓、抗強(qiáng)電磁干擾；光纖式磨耗傳感器[8]為硅材質(zhì)構(gòu)成，耐環(huán)境腐蝕，便于在線實(shí)時(shí)測(cè)量；光纖磨耗傳感器[8]可運(yùn)用于高鐵、動(dòng)車(chē)、地鐵等不同場(chǎng)合，其具體尺寸也可依照不同場(chǎng)合使用碳滑板的尺寸而設(shè)定；

光源[10]選擇紅外波段LED或可見(jiàn)光波段LED；

多芯光纖插頭[9]用于各分立光學(xué)器件連接，優(yōu)選陶瓷制作的拔插式集束環(huán)；

光電耦合器[11]用于將光纖式磨耗傳感器[3]采集的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；選用光電探測(cè)器或CCD；

信號(hào)處理單元[7]用于將光電耦合器[11]發(fā)出的電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，對(duì)取得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，得到頂升壓力F_c、碳板磨耗量s；根據(jù)上述參數(shù)頂升壓力F_c、碳板磨耗量s，實(shí)時(shí)控制氣囊控制閥增減氣囊中的壓力，以升高或降低受電弓高度h，從而達(dá)到最佳的觸網(wǎng)狀態(tài)；

光源[10]、光電耦合器件[11]均通過(guò)多芯光纖插頭[9]與光纖式磨耗傳感器[8]連接形成完整光路，光纖式磨耗傳感器[8]固定于受電弓碳滑板[1]側(cè)面；當(dāng)受電弓碳滑板[1]在工作時(shí)產(chǎn)生磨損時(shí)，光纖式磨耗傳感器[8]中對(duì)應(yīng)光纖發(fā)生斷裂，對(duì)應(yīng)的光路無(wú)光通過(guò)，與之相連接的光電耦合器[11]輸出信號(hào)產(chǎn)生變化，通過(guò)受電弓信號(hào)處理單元[7]測(cè)得信號(hào)變化量，得到受電弓碳滑板[1]的磨耗位置及磨損數(shù)據(jù)s；

光源[10]、光電耦合器件[11]均通過(guò)多芯光纖插頭[9]與光纖式磨耗傳感器[8]連接形成完整光路，所述的完整光路可通過(guò)如下兩種布設(shè)方式實(shí)現(xiàn)：

透射式布設(shè)方式：光源[10]發(fā)出光束，通過(guò)光纖式磨耗傳感器[8]，透射入光電耦合器件[11]，形成完整透射式光路；信號(hào)處理單元[7]通過(guò)屏蔽電纜與光電耦合器[11]相連；

反射式布設(shè)方式：光源[10]發(fā)出光束，光束通過(guò)光纖式磨耗傳感器[8]，在光纖式磨耗傳感器[8]另一端被回光體[12]反射入光電耦合器[11]，形成完整反射光路；所述的回光體[12]為通過(guò)磨制形成的腔體；信號(hào)處理單元[7]通過(guò)屏蔽電纜與光電耦合器[11]相連。