CN206132127U - 铁路接触网张力补偿装置监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路接触网张力补偿装置监测系统，包括外壳，外壳上安装有电路板和电源，电源与电路板相连，电源用于给电路板供电，上述电路板上设有传感器、信号采集处理模块和无线传输模块；上述信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路和MCU模块。本实用新型的有益效果为：测距传感器和温度传感器经过信号调理电路和模数转换电路传输，进而使得信号传输的噪音更小，进而使得张力补偿装置的监测效果更好。

Description

铁路接触网张力补偿装置监测系统

技术领域

本实用新型涉及铁路接触网技术领域，具体涉及一种铁路接触网张力补偿装置监测系统。

背景技术

高速铁路接触网检测的关键技术问题都由于“高速”而产生的。在高速运行过程中,弓网关系更加复杂，而一旦出现事故后果也会更加严重。我国铁路运营部门对接触网的检测主要有两种手段，一种是利用接触网检测车对接触网的重要参数进行检测，另一种是通过定期的人工巡检。我国铁路行车密度大,天窗时间短，这些现实情况客观上限制了运营部门对所管理线路接触网状态的及时掌握。加强对接触网的状态在线监测,及时掌握接触网的运行状况，对于及时发现和解决安全隐患，保障行车安全具有十分重要的意义。通过在线监测，铁路局可以及时掌握接触网的工作状态，更加合理的安排检修工作,同时也可以为接触网设备从周期修到状态修的转变提供重要必要的数据支持。接触网补偿装置是为了改善弓网受流条件，提高铁路运营质量的重要装置。一旦补偿装置出现故障，会恶化机车受电弓与接触网受流条件，对行车安全造成安全隐患。

目前铁路局对接触网补偿装置的检测主要依靠人工巡检方式。人工巡检存在检调周期长、工作量大以及检测精度低等问题,不能适应高速铁路的运行要求。如果对接触网补偿装置进行定点检测，既可以实现对接触网补偿装置状态的实时监测，也可以在补偿装置发生故障时及时发出报警信息，及时排除安全隐患,提高铁路的安全运行水平。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铁路接触网张力补偿装置监测系统，该监测系统的信号传输效果较好，进而使得张力补偿装置的监测效果更好。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种铁路接触网张力补偿装置监测系统，包括外壳，外壳上安装有电路板和电源，电源与电路板相连，电源用于给电路板供电，上述电路板上设有传感器、信号采集处理模块和无线传输模块，上述传感器与上述信号采集处理模块相连，上述无线传输模块与上述信号采集处理模块相连；上述传感器包括测距传感器和温度传感器；上述信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路和MCU模块，上述测距传感器与温度传感器分别与上述信号调理电路相连，上述模数转换电路与上述信号调理电路相连，上述MCU模块与上述模数转换电路相连，上述MCU模块与上述无线传输模块相连。

优选地，无线传输模块为GPRS DTU无线传输模块。

优选地，电源包括太阳能供电模块和电池供电模板。

本实用新型的工作原理为：

测距传感器和温度传感器经过信号调理电路和模数转换电路传输，进而使得信号传输的噪音更小，进而使得张力补偿装置的监测效果更好。

传感器，将接触线和承力索补偿装置b值以及环境温度信号转换为弱电压信号；信号采集处理模块，对从传感器输出电压信号进行数字化，在经过运算处理得到监测结果发送给无线传输模块；无线传输模块，接收监测中心的数据采集请求，将监测数据打包保存通过一定的通讯协议上传监测中心。

电源，为监测系统的各组成单元稳定的供电。

传感器包括测距传感器和温度传感器，其中，测距传感器置于补偿坠砣的正下方，探头向上测量b值大小；温度传感器对环境温度进行测量。

信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路和MCU模块，其中信号调理电路用于将传感器单元输出电压信号调理成所需的电压等级；模数转换电路以固定频率连续从信号调理电路输出采集若干个电压信号，构成等时间间隔的数字序列；MCU模块对数字序列进行分析处理，并将结果发送给无线传输模块。

电源采用“太阳能+蓄电池”的模式为系统供电。

无线传输模块采用GPRS DTU无线传输模块，利用公用的GPRS网络为用户提供无线长距离数据传输功能。

本实用新型的有益效果为：

测距传感器和温度传感器经过信号调理电路和模数转换电路传输，进而使得信号传输的噪音更小，进而使得张力补偿装置的监测效果更好。电源供电单元采用 “太阳能+蓄电池” 的模式为系统供电。通过这种电源模式，解决了监测系统在野外的取电问题。电源在阳光充足的时候，产生稳定的供电电压，同时可以将多余的太阳能转换为电能存储入蓄电池中，当夜晚或者阴雨天气的时候，电源供电单元自动从蓄电池中提取电能进行供电。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型具体实施的技术方案是：

如图1所示，一种铁路接触网张力补偿装置监测系统，包括外壳，外壳上安装有电路板和电源，电源与电路板相连，电源用于给电路板供电，电路板上设有传感器、信号采集处理模块和无线传输模块，传感器与信号采集处理模块相连，无线传输模块与信号采集处理模块相连。

传感器包括测距传感器和温度传感器。

上述信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路和MCU模块，上述测距传感器与温度传感器分别与上述信号调理电路相连，上述模数转换电路与上述信号调理电路相连，上述MCU模块与上述模数转换电路相连，上述MCU模块与上述无线传输模块相连。

无线传输模块为GPRS DTU无线传输模块。

电源包括太阳能供电模块和电池供电模板。

测距传感器和温度传感器经过信号调理电路和模数转换电路传输，进而使得信号传输的噪音更小，进而使得张力补偿装置的监测效果更好。

本实用新型包括传感器、信号采集处理模块以及无线传输模块三部分。三部分在电路板上通过线缆连接在一起，来完成信号的采集、获取、处理和通信。其中，传感器负责将接触线和承力索补偿装置b值以及环境温度信号转换为弱电压信号；信号采集处理模块，对从传感器输出电压信号进行调数字化，在经过运算处理得到监测结果发送给无线传输模块；无线传输模块，接收监测中心的数据采集请求，将监测数据打包保存通过一定的通讯协议上传监测中心。

下面对各单元进行详细介绍。

传感器包括测距传感器和温度传感器。其中，测距传感器选取超声波传感器；该传感器通过发射反射波信号于反馈信号的时间差得到距离信号。温度传感器采用单线数字温度传感器芯片（本案例实施采用DS18B20）。

信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路以及MCU模块（本案例实施采用C8051F020）,其中信号调理电路用于将传感器输出的信号调理成所需的电压等级，及将电压信号从0-5V衰减到0-2V。模数转换电路以固定频率先从信号调理电路连续采集电压信号，构成等时间间隔的数字序列。MCU模块对数字序列进行分析处理，并将结果发送给无线传输模块。

无线传输模块核心是传输模块。本实用新型选择厦门四信公司型号为GPRS IPMODEM F2103的GPRS DTU作为传输模块。GPRS IP MODEM F2103是一种物联网无线数据终端，利用公用GPRS网络为用户提供无线长距离数掘传输功能。该模块采用高性能的工业级16/32位通信处理器和工业级无线模块，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，同时提供RS232和RS485 (或RS422)接口，可直接连接串口设备，实现数据透明传输功能。

信号调理电路包括无源低通滤波电路、隔离电路和比例电路组成。两端加入无源低通滤波器，对输入工频信号及其谐波信号进行处理；比例电路将待测信号转换成0-2V电压信号；两端隔离电路是一个电压跟随器，所起的作用是在模数转换电路两侧增加一级缓冲，并增大待测信号的驱动能力。

待测电压信号经过信号调理电路后，进入高速模数转换电路的输入端，模数转换电路在MCU模块的控制下，对输入的待测电压信号进行模数转换，并将结果返回给MCU模块。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种铁路接触网张力补偿装置监测系统，包括外壳，外壳上安装有电路板和电源，电源与电路板相连，电源用于给电路板供电，上述电路板上设有传感器、信号采集处理模块和无线传输模块，上述传感器与上述信号采集处理模块相连，上述无线传输模块与上述信号采集处理模块相连；上述传感器包括测距传感器和温度传感器；其特征在于，上述信号采集处理模块包括信号调理电路、模数转换电路和MCU模块，上述测距传感器与温度传感器分别与上述信号调理电路相连，上述模数转换电路与上述信号调理电路相连，上述MCU模块与上述模数转换电路相连，上述MCU模块与上述无线传输模块相连。

2.根据权利要求1所述的铁路接触网张力补偿装置监测系统，其特征在于，上述无线传输模块为GPRS DTU无线传输模块。

3.根据权利要求2所述的铁路接触网张力补偿装置监测系统，其特征在于，电源包括太阳能供电模块和电池供电模板。