[發明專利]一種高鐵懸掛供電索力監測用張力傳感器及監測系統

在審

• 申請號: 201710521768.7
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107228728A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 馮玉虎;王紹俊;辛志廣;王建國;王蘭和;郭新建;劉行龍;李帥
• 申請（專利權）人: 石家莊赫德光電科技有限公司
• 主分類號: G01L5/04
• 分類號: G01L5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高鐵懸掛供電技術領域，具體為一種高鐵懸掛供電索力監測用張力傳感器及監測系統。

背景技術

隨著我國高速鐵路迅猛發展，電力機車的供電系統安全穩定運行極其重要，若產生故障，將給人們的生命、財產造成嚴重威脅；電力機車懸掛供電系統的承力索、接觸線的索力異常、甚至產生故障，將直接導致電力機車的供電系統故障，因此，承力索、接觸線的索力監測將至關重要，高鐵由于其穿越大江南北，沿線的環境氣候非常復雜，傳統的承力索、接觸線的索力監測方式很難滿足高鐵管理數字化、智能化的要求。

近年來，隨著光纖傳感技術的發展，由光纖光柵制作的傳感器已經在許多大型涉及國計民生的重大項目的安全監測領域得到廣泛運用。光纖Bragg光柵(FBG)傳感器除具有普通光纖傳感器重量輕，耐腐蝕，抗電磁干擾，使用安全可靠等優點外，還具有傳感器尺寸小，波長調制抗干擾能力強，集傳感與傳輸于一體，具有較強的復用能力，易于構成傳感網絡，測量對象廣泛，易于實現多參數同步傳感測量等獨特優點。

目前國內關于鐵路懸掛供電索力監測，目前基本采用人工辦法，主要是通過牽引繩(補償繩)經過滑輪組下掛墜砣進行控制，如此存在如下問題：

1、需要大量人力，造成大量人力資源浪費，同時對人身安全不能起到完全的保障；

2、人到現場只是查看補償繩、墜砣、限界架等是否狀態正常，只能靠人眼進行定性查看，不能定量了解索力具體參數，存在安全隱患；

3、由于補償繩、墜砣、限界架等長期置于自然環境，金屬材料又容易引起生銹等，往往會導致工作狀態異常，甚至有限界架卡死墜砣情況，這都存在巨大安全隱患；

4、由于氣候環境異常(雨、雪等)導致行動不便，往往不能及時到達現場進行監視。

鑒于上述提到的問題，本發明設計一種高鐵懸掛供電索力監測用張力傳感器及監測系統，以解決上述提到的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高鐵懸掛供電索力監測用張力傳感器及監測系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高鐵懸掛供電索力監測用張力傳感器，包括杵環桿，所述杵環桿的外壁頂部卡接有兩組上固定件，所述杵環桿的外壁底部卡接有兩組下固定件，所述下固定件的底部設置有六角螺釘，所述下固定件通過六角螺釘與上固定件連接，所述上固定件的頂部設置有夾套，左側所述夾套的左壁和右側夾套的右壁均設置有封裝套件，左側所述封裝套件的內腔設置有光線光柵應力傳感器，且光線光柵應力傳感器的右端貫穿右側封裝套件，左側所述夾套的右壁和右側夾套的左壁均設置有固定塊，所述固定塊套接在光線光柵應力傳感器的外壁，所述光線光柵應力傳感器的內腔封裝有溫度補償光線光柵傳感器。

優選的，所述光線光柵應力傳感器和溫度補償光線光柵傳感器均為銅質結構。

優選的，所述上固定件的底部和下固定件的頂部均開設有弧形槽，所述杵環桿插接在兩組弧形槽的內腔。

一種高鐵懸掛供電索力在線監測系統，包括工控機主機，所述工控機主機電性輸入連接光學采集子系統，所述光學采集子系統電性輸入連接光學環路子系統，所述工控機主機分別電性雙向連接標定子系統、震動試驗臺、數據分析子系統和互聯網，所述互聯網分別電性輸入連接移動終端和綜合網管子系統，所述移動終端電性輸入連接權限登錄子系統。

優選的，所述光學環路子系統包括掃描式激光器、光耦合器、光分路器、環形器和熱穩定標準具，所述掃描式激光器電性輸出連接光耦合器，所述光耦合器電性輸出連接光分路器，所述光分路器電性輸出連接環形器，所述環形器電性輸出連接熱穩定標準具。

優選的，所述標定子系統包括應力控制臺和高低溫試驗箱。

優選的，所述綜合網管子系統包括分區管理單元、歷史數據庫、報警單元和大數據分析單元，所述分區管理單元分別電性輸出連接歷史數據庫和報警單元，所述歷史數據庫電性輸出連接大數據分析單元。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：該種高鐵懸掛供電索力監測用張力傳感器及監測系統，該感應器采用抱裝式結構設計，確保不破壞原有結構，零件不脫落設計，可直接抱裝在承力索和接觸線上，在光線光柵應力傳感器內植入溫度補償光線光柵傳感器，對溫度引起的光學參量變化進行溫度補償，將光纖布拉格光柵傳感器進行并聯，并將該傳感器器安裝在待測點，完成對該點信號的采集工作，采集到的信號通過后端的光電轉換和信號處理單元，傳送至工控主機，通過對應力信號的解調和智能分析，實現對各測量點的溫度及應力的實時精確檢測，并通過補償法得到實際應力值。