[發明專利]弓網燃弧光學檢測系統

在審

• 申請號: 201710326344.5
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN108860210A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 董玉明;章逸舟;陳良培;劉鵬;焦國華;羅阿郁
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: B61K9/00
• 分類號: B61K9/00;G01D21/02
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;顧楠楠

本發明提供了一種弓網燃弧光學檢測系統，包括設于受電弓上的光學收集裝置、設于機車內的光電傳感器及驅動電路、與光電傳感器及驅動電路連接的信號處理系統，所述光學收集裝置將收集的光學信號經傳輸光纖傳輸至光電傳感器及驅動電路，光電傳感器及驅動電路將光信號轉化為電信號后發送至信號處理系統，信號處理系統對電信號進行分析和處理實現對弓網燃弧強度和溫度的判斷進行定位和記錄。與現有技術相比，本發明以檢測弓網燃弧中燃弧點的紫外光來判斷燃弧的現象及強度，同時以紅外光檢測燃弧溫度作為輔助手段，這種多功能的檢測裝置有利于弓網燃弧檢測設備的集成化，有效提高了弓網燃弧故障的檢測效率和準確率，降低了檢測系統的綜合成本。

技術領域

本發明涉及一種接觸網檢測技術領域，特別是一種弓網燃弧光學檢測。

背景技術

受電弓網良好接觸是保證動車組安全運行和乘客生命安全的重要前提。弓網與接觸網分離時會產生弓網燃弧現象。弓網燃弧有光特征、熱特征和電磁特征。根據這些特征可以實現對弓網燃弧的檢測，從而判斷弓網受流系統的安全性。目前絕大多數監測是對弓網燃弧單一特征的檢測；隨著檢測手段的成熟，多特征同時監測是弓網燃弧檢測的發展方向，這樣可有效提高對弓網燃弧現象的準確判斷。

如專利公告號為CN203681577U中公開了一種非接觸式弓網燃弧檢測監測結構。該結構包含車頂檢測部分和車內檢測部分。車頂檢測部分主要包括光學透鏡組和紅外熱成像儀。光學透鏡組實現弓網燃弧特征紫外光信號的有效采集。紅外熱成像儀實現采集弓網運行熱圖像以及弓網燃弧的溫度分布，輔助觀察弓網燃弧的信息。

上述發明可以實現弓網燃弧現象的檢測，但是仍然存在以下問題：(1)輔助熱成像檢測系統要求高。由于弓網燃弧持續時間基本在毫秒等級，利用紅外熱成像儀來獲得弓網運行熱圖像以及弓網燃弧的溫度分布，對相機的性能要求相對較高，從而需要較高的成本。(2)紫外成像成本高，該發明中采用紫外光纖束對紫外光進行傳輸，光纖束均價格昂貴大大增加了檢測系統的成本。(3)探測靈敏度低。現有的弓網探測器基本安裝在車頂，距離受電弓與接觸網接觸點有幾米遠的距離，造成檢測系統對微弱弓網燃弧的不敏感。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種弓網燃弧光學檢測系統，從而實現對燃弧中燃弧點的紫外光來判斷燃弧的現象及強度，同時以紅外光檢測燃弧溫度作為輔助手段，從而提高弓網燃弧故障的檢測效率和準確率，而且成本低。

本發明提供了一種弓網燃弧光學檢測系統，包括設于受電弓上的光學收集裝置、設于機車內經傳輸光纖與光學收集裝置連接的光電傳感器及驅動電路、與光電傳感器及驅動電路連接的信號處理系統，所述光學收集裝置將收集的光學信號經傳輸光纖傳輸至光電傳感器及驅動電路，光電傳感器及驅動電路將光信號轉化為電信號后發送至信號處理系統，信號處理系統對電信號進行分析和處理實現對弓網燃弧強度和溫度的判斷進行定位和記錄。

進一步地，所述光學收集裝置包括設于受電弓上的紫外探頭和紅外探頭，所述紫外探頭和紅外探頭分別通過傳輸光纖與光電傳感器及驅動電路連接，從而獲取紫外和紅外光學信號。

進一步地，所述傳輸光纖包括第一傳輸光纖、第二傳輸光纖，所述紫外探頭經第一傳輸光纖與光電傳感器及驅動電路連接，紅外探頭經第二傳輸光纖與光電傳感器及驅動電路連接。

進一步地，所述紫外探頭包括從前至后依次設置的紫外光濾光片、熒光玻璃以及第一耦合透鏡，所述第一耦合透鏡與傳輸光纖連接。

進一步地，所述紅外探頭包括用于過濾紅外光以外的其他光以及對紅外光進行耦合的第二耦合透鏡。

進一步地，所述光學收集裝置附著在受電弓的上臂的外表面上。

進一步地，所述傳輸光纖附著在受電弓的上臂以及下臂上。