CN205580634U - 基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置，设有光纤光栅应变传感器(1)、夹具(2)、光纤(3)、用于将输入的光信号转换为电信号输出的光纤调解器(4)、网线(5)和工控机(6)；所述光纤光栅应变传感器(1)通过所述夹具(2)固定安装在受测刚性接触网的汇流排(7)上，所述光纤光栅应变传感器(1)的输出端通过所述光纤(3)连接所述光纤调解器(4)的一个光信号输入端，所述光纤调解器(4)的电信号输出端通过所述网线(5)连接所述工控机(6)的输入端。本实用新型能够适用于刚性接触网对绝缘性能要求高、因压力产生的形变很小的应用环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置。
背景技术
车辆在线列检检测是行车安全保证的一项重要工作,刚性接触网压力检测，可以帮助我们分析受电弓导流能力与接触网压力之间的关系，拉狐等现象产生的原因，以及接触网压力的动态变化。
刚性接触网压力检测受现场测试环境条件的限制，接触网有1500V直流高压，对绝缘性能要求很高；接触网因压力产生的形变很小，不能用杠杆几何方法测量；也不能采用贴应变片等电学参数测量方法。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置。
解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置，其特征在于：所述的刚性接触网压力检测装置设有光纤光栅应变传感器、夹具、光纤、用于将输入的光信号转换为电信号输出的光纤调解器、网线和工控机；所述光纤光栅应变传感器通过所述夹具固定安装在受测刚性接触网的汇流排上，所述光纤光栅应变传感器的输出端通过所述光纤连接所述光纤调解器的一个光信号输入端，所述光纤调解器的电信号输出端通过所述网线连接所述工控机的输入端。
为了使得光纤光栅应变传感器对受测刚性接触网形变感应达到最优效果，作为本实用新型的优选实施方式之一，所述的光纤光栅应变传感器通过所述夹具固定安装在受测刚性接触网的汇流排的顶面上。
为了使得光纤光栅应变传感器对受测刚性接触网形变感应达到最优效果，作为本实用新型的优选实施方式之二，所述的光纤光栅应变传感器通过所述夹具固定安装在受测刚性接触网的汇流排的侧面上。
作为本实用新型的一种实施方式，所述的刚性接触网压力检测装置还包括显示屏；所述显示屏连接所述工控机。
为了能够检测到受测刚性接触网的一个压力检测区域内的压力变化，作为本实用新型的一种改进，所述的刚性接触网压力检测装置还设有至少一个所述光纤光栅应变传感器；每一个所述光纤光栅应变传感器均通过一个所述夹具固定安装在受测刚性接触网的汇流排上，每一个所述光纤光栅应变传感器的输出端均通过一根所述光纤连接所述光纤调解器的一个光信号输入端；每一个所述光纤光栅应变传感器均位于所述受测刚性接触网的压力检测区域范围内，并且各个所述光纤光栅应变传感器沿所述汇流排的延伸方向均匀间隔布置。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
第一，本实用新型利用光纤光栅应变传感器检测精度高的特性，对刚性接触网在受电弓通过时产生的微小形变进行检测，使得工控机能够采集到表征刚性接触网压力的信号曲线。
第二，由于光纤光栅传感器的耐高压、绝缘性能好，且很容易实现，可以测量微小形变，因此，本实用新型能够适用于刚性接触网对绝缘性能要求高、因压力产生的形变很小的应用环境。
第三，本实用新型通过设置多个光纤光栅应变传感器，能够准确的检测采集到列车在压力检测区域范围以不同速度运行时刚性接触网压力变化的数据。
第四，本实用新型能够克服光纤光栅传感器因温度、时间变化，产生漂移的影响。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为本实用新型的刚性接触网压力检测装置的示意图；
图2为本实用新型中光纤光栅应变传感器输出的信号之一；
图3为本实用新型中光纤光栅应变传感器输出的信号之二
图4为本实用新型中光纤光栅应变传感器输出的信号之三。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，本实用新型实施例一的基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置，设有光纤光栅应变传感器1、夹具2、光纤3、用于将输入的光信号转换为电信号输出的光纤调解器4、网线5、工控机6和显示屏。
上述光纤光栅应变传感器1通过夹具2固定安装在受测刚性接触网的汇流排7的顶面7a上或者侧面7b上，光纤光栅应变传感器1的输出端通过光纤3连接光纤调解器4的一个光信号输入端，光纤调解器4的电信号输出端通过网线5连接工控机6的输入端。显示屏连接工控机6，用于显示工控机6接收到的数据。
本实用新型的工作原理为：
参见图2，刚性接触网在受电弓8通过时的形变很小，本实用新型利用光纤光栅应变传感器1检测精度高的特性对刚性接触网的微小形变进行检测：当受电弓8未通过光纤光栅应变传感器1所在位置时，光纤光栅应变传感器1检测到的信号仅受温度变化影响，其对应于安装面即汇流排7的顶面7a或侧面7b形变量而产生的输出信号SN趋于平缓，如图2中线段A1所示；而在受电弓8通过光纤光栅应变传感器1所在位置时，受电弓8会向上顶压导流线9和汇流排7，汇流排7受此作用而产生相较于平常更大的形变，光纤光栅应变传感器1产生的输出信号SN产生一个波峰A2；由于受电弓8未通过光纤光栅应变传感器1所在位置与受电弓8通过光纤光栅应变传感器1所在位置时汇流排7的形变量差值ε与刚性接触网收到的压力F基本成线性关系ε＝k*F，k为比例系数；并且，工控机6通过光纤调解器4接收光纤光栅应变传感器1产生的信号，工控机6所接收到的信号曲线与光纤光栅应变传感器1产生的输出信号曲线SN成正比，因此，工控机6能够采集到表征刚性接触网压力的信号曲线，使用者测得比例系数k后即可利用本实用新型的刚性接触网压力检测装置检测采集表征刚性接触网压力的信号曲线，且采集到的信号曲线克服了光纤光栅应变传感器因温度、时间变化而产生漂移的影响。
实施例二
如图1所示，本实用新型实施例二的刚性接触网压力检测装置与实施例一基本相同，它们的不同在于：本实施例二的刚性接触网压力检测装置还设有至少一个光纤光栅应变传感器1；每一个光纤光栅应变传感器1均通过一个夹具2固定安装在受测刚性接触网的汇流排7上，每一个光纤光栅应变传感器1的输出端均通过一根光纤3连接光纤调解器4的一个光信号输入端；每一个光纤光栅应变传感器1均位于受测刚性接触网的压力检测区域范围内，并且各个光纤光栅应变传感器1沿汇流排7的延伸方向均匀间隔布置。
本实施例二的刚性接触网压力检测装置，通过设置多个光纤光栅应变传感器1，能够检测采集到列车在压力检测区域范围以不同速度运行时刚性接触网压力变化的数据。例如：参见图3，当列车低速运行时，三个光纤光栅应变传感器1产生的输出信号曲线SN1、SN2、SN3基本一致；参见图4，当列车高速运行时，五个光纤光栅应变传感器1产生的输出信号曲线SN1、SN2、SN3、SN4、SN5的波峰有所不同，表示产生输出信号曲线SN3的光纤光栅应变传感器1所在位置，刚性接触网压力最大。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。
Claims (5)
1.一种基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置，其特征在于：所述的刚性接触网压力检测装置设有光纤光栅应变传感器(1)、夹具(2)、光纤(3)、用于将输入的光信号转换为电信号输出的光纤调解器(4)、网线(5)和工控机(6)；所述光纤光栅应变传感器(1)通过所述夹具(2)固定安装在受测刚性接触网的汇流排(7)上，所述光纤光栅应变传感器(1)的输出端通过所述光纤(3)连接所述光纤调解器(4)的一个光信号输入端，所述光纤调解器(4)的电信号输出端通过所述网线(5)连接所述工控机(6)的输入端。
2.根据权利要求1所述的刚性接触网压力检测装置，其特征在于：所述的光纤光栅应变传感器(1)通过所述夹具(2)固定安装在受测刚性接触网的汇流排(7)的顶面(7a)上。
3.根据权利要求1所述的刚性接触网压力检测装置，其特征在于：所述的光纤光栅应变传感器(1)通过所述夹具(2)固定安装在受测刚性接触网的汇流排(7)的侧面(7b)上。
4.根据权利要求1所述的刚性接触网压力检测装置，其特征在于：所述的刚性接触网压力检测装置还包括显示屏；所述显示屏连接所述工控机(6)。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的刚性接触网压力检测装置，其特征在于：所述的刚性接触网压力检测装置还设有至少一个所述光纤光栅应变传感器(1)；每一个所述光纤光栅应变传感器(1)均通过一个所述夹具(2)固定安装在受测刚性接触网的汇流排(7)上，每一个所述光纤光栅应变传感器(1)的输出端均通过一根所述光纤(3)连接所述光纤调解器(4)的一个光信号输入端；每一个所述光纤光栅应变传感器(1)均位于所述受测刚性接触网的压力检测区域范围内，并且各个所述光纤光栅应变传感器(1)沿所述汇流排(7)的延伸方向均匀间隔布置。
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| CN201620388881.3U CN205580634U (zh) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 基于光纤光栅的刚性接触网压力检测装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108917585A (zh) * | 2018-09-11 | 2018-11-30 | 中铁高铁电气装备股份有限公司 | 一种接触网关键零部件监测系统及检测方法 |
| CN110095057A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种列车受电弓位置检测方法、装置、过分相方法及系统 |
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2016
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