CN207050748U - 一种接触网补偿器非接触检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出一种接触网补偿器非接触检测装置，包括：补偿轮转动信息采集模块，用于采集接触网补偿器补偿轮转动信息，包括电容传感器子模块；无线电发送模块，用于通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括调制子模块、射频放大器和天线；其中，补偿轮转动信息采集模块使用数据传输接口将其采集的信息发送给无线电发送模块。克服了现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。

Description

一种接触网补偿器非接触检测装置

技术领域

本实用新型涉及供电接触网检测领域，尤其涉及一种接触网补偿器非接触检测装置。

背景技术

接触网补偿器是自动调节接触线和承力索张力的补偿机构及其制动装置的总称。

当温度变化时，线索受温度变化的影响热胀冷缩出现伸长或缩短。由于在锚段两端线索下锚处安装了补偿器，在其坠砣串重力的作用下，能够自动调整线索的张力并保持线索弛度满足技术要求，从而使接触悬挂的稳定性与弹性得到了改善，提高了接触网运营质量。

补偿器由补偿滑轮、补偿绳、杵环杆、坠砣杆、坠砣块及连接零件组成。补偿滑轮分为定滑轮和动滑轮（构造相同），定滑轮改变受力方向，动滑轮除改变受力方向外还可省力和移动位置。滑轮一般都装有轴承。

偿器串接在锚段内线索两端与支柱固定处，根据接触悬挂类型的不同有不同的补偿器结构。

补偿器靠坠砣串的重力使线索的张力保持平衡。当温度变化时，线索的伸缩使坠砣串上升和降，当坠砣串升降超出允许范围时，如下降过多使坠砣串底面接触地面或上升过多使坠砣杆耳环孔卡在定滑轮槽中，都会使补偿器失去补偿作用。因此用补偿器的a 、b值来限定坠砣串的升降范围。

接触网锚段在下述因素作用下会出现偏移：1）中心锚结固定点两侧的张力不平衡导致锚段偏移；2）锚段内路基倾斜导致接触悬挂重量倾斜分布；3）风力或受电弓的冲击。

接触网锚段偏移会产生如下危害：破坏了接触悬挂的弹性性能，不利于高速受流；易造成受电弓脱弓或钻弓事故，因为锚段偏移会导致腕臂偏移，导致定位点的拉出值（“之”字值）改变；腕臂的严重偏移会导致承力索与接地物之间的距离不够而引起放电，造成馈电侧的断路器动作和承力索端断线等严重的接触网事故。

中心锚结，一般布置原则是使中心锚结固定点两侧线索的张力尽量相 等，并尽可能靠近锚段中部。在特殊情况下，锚段长度较短时,可不设中心锚结，将锚段一端硬锚，另一端线索安装补偿器，此时的硬锚就相当于中心锚结。

在专利申请领域，针对接触网补偿器的检测，出现如下方法或装置：

申请号为CN201420633599.8，发明名称为“一种用于坠砣补偿方式的接触网线索张力监测装置”给出的装置由检测部分及后处理部分组成，检测部分为加速度传感器，安装于接触网坠砣上，且加速度传感器的应变方向垂直于坠砣的上表面；后处理部分由微处理器、显示单元组成，微处理器分别与显示单元、加速度传感器连接。

申请号为CN201621160956.9，发明名称为“铁路接触网张力补偿装置监测系统”给出的装置包括外壳，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。

申请号为CN201620828264.0，发明名称为“接触网锚段张力状态监测装置”给出的装置包括包括支柱、控制盒与接触网张力补偿器，其特征在于：接触网张力补偿器安装反射板，接触网张力补偿器上方安装激光探头，激光探头和反射板对应设置，激光探头通过线路连接控制盒，控制盒设置电源装置。

申请号为CN201510001019.2，发明名称为"高铁接触网线索空间几何状态参数检测方法"公开了一种使用激光测距仪来测量接触网线索及重点设备机械几何参数数值；分别从温度变化导致线索变化量，接触线偏移随风速变化情况，不同时速列车通过时接触线摩擦偏移，掌握各种外界条件下接触网几何参数变化规律；建立电化学极化控制条件下空气中接触网腐蚀速率的理论模型，对其耐久性进行研究，形成综合评估系统；

现有技术存在的缺点包括：

申请号为CN201420633599.8，发明名称为“一种用于坠砣补偿方式的接触网线索张力监测装置”给出的在接触网坠砣上安装加速度传感器的方法，不能识别补偿棘轮卡死故障，因为补偿棘轮正常动作和补偿棘轮被卡死这两种情况下坠砣张力是相同的。

申请号为CN201621160956.9，发明名称为“铁路接触网张力补偿装置监测系统”给出的基于测距的装置，以及申请号为CN201620828264.0，发明名称为“接触网锚段张力状态监测装置”给出的基于激光测距的装置，虽然简单直观，但是不能在沙尘冰雪或烈日下可靠工作，不能实现全天候可靠检测，也不具备判断接触悬挂或锚段是否偏移的功能。

申请号为CN201510001019.2，发明名称为"高铁接触网线索空间几何状态参数检测方法"给出的接触网偏移检测，实现复杂，而且由于使用光学手段检测，不具备全天候检测的能力。

本实用新型给出一种锚段偏移识别方法及装置，用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、没有利用接触网补偿器动作信息识别接触悬挂状态这些缺点中的至少一种。

发明内容

本实用新型给出一种接触网补偿器非接触检测装置，用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。

本实用新型给出一种接触网补偿器非接触检测方法,包括如下步骤：

采集接触网补偿器补偿轮转动信息；

通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。

本实用新型给出一种接触网补偿器非接触检测装置,包含如下模块：

补偿轮转动信息采集模块，无线电发送模块；其中，

补偿轮转动信息采集模块，用于采集接触网补偿器补偿轮转动信息，包括电容传感器子模块；

无线电发送模块，用于通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括调制子模块、射频放大器和天线；

其中，补偿轮转动信息采集模块使用数据传输接口将其采集的信息发送给无线电发送模块。

本实用新型实施例给出的方法及装置，可以克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本实用新型实施例给出的一种接触网补偿器非接触检测方法流程图；

图2为本实用新型实施例给出的一种接触网补偿器非接触检测装置组成示意图；

图3为本实用新型实施例给出的一种接触网补偿器非接触检测装置结构布局示意图。

具体实施方式

实施例

本实用新型给出一种接触网补偿器非接触检测装置，用于克服现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本实施例所述的不能在恶劣环境下可靠工作，包括不能在暴雨、暴雪和沙尘暴环境下可靠工作或丧失数据采集能力。

本实施例所述的可全天候工作，包括能够在暴雨、暴雪和沙尘暴环境下保持数据采集能力。

下面结合附图，对本实用新型提供的一种接触网补偿器非接触检测方法举例、装置举例加以说明。

实施例一，一种接触网补偿器非接触检测方法举例

参见图1所示，本实用新型提供的一种接触网补偿器非接触检测方法实施例,包括如下步骤：

步骤S110，采集接触网补偿器补偿轮转动信息；

步骤S120，通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。

本实施例中，所述接触网补偿器的补偿轮为棘轮；

所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接。

本实施例中，所述位于网络侧的处理器包括无线接入网内的数据处理节点、公网内的数据处理节点、专网内的数据处理节点或可接入无线接入网的车载数据处理节点中的任一种；

所述位于下锚现场的数据处理器包括可接入所述无线信道的车载数据处理节点和、可接入所述无线信道的便携终端节点和可接入所述无线信道的个人智能手机中的任一种。

本实施例中，接触网所处状态包括接触悬挂所处的张力补偿状态和接触悬挂的物理位置状态；

其中，所述接触悬挂所处的张力补偿状态包括接触网补偿器补偿轮是否正常动作和接触网补偿器坠砣是否正常动作中的至少一种状态；

所述接触悬挂的物理位置状态包括接触网接触线是否断线、接触网承力索是否断开、接触网悬挂是否窜动、接触网锚段是否偏移和接触网中心锚结是否故障中的至少一种状态。

本实施例给出的方法，其中，

所述获取采集接触网补偿器补偿轮转动信息，包括获取补偿轮本体绕其转轴的转动信息。

所述获取补偿轮本体绕其转轴的转动信息，包括：

获取补偿轮本体绕其转轴转动的弧长信息、角度信息和齿数信息中的至少一种。

所述补偿轮悬挂体的空间位置信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息；

进一步地，使用所述补偿轮悬挂体的倾角信息确定所述补偿轮本体的空间位置信息。

本实施例所述的接触网补偿器的补偿轮，其在平衡状态下的位置不随补偿绳的伸缩而改变。

本实施例中，定滑轮、定棘轮或定鼓轮在概念上与动滑轮、动棘轮或动鼓轮相对应，动滑轮、动棘轮或动鼓轮的空间位置随补偿绳的伸缩而改变。

通常，所述接触网补偿器的补偿轮位置会受环境因素的影响，环境因素包括风吹、受电弓冲击，在获取补偿轮位置信息的过程中需要提取或抑制环境因素的影响信息。

本实施例中，作为定滑轮、定棘轮和定鼓轮中任一种的补偿轮，在三个作用力的作用下处于位置平衡状态，这三个作用力分别为：坠砣的下拉力，承力索或接触线的横向拉力，锚柱的斜上方向的拉力；补偿轮在所述三个作用力的作用下，其位置处于平衡状态，处于平衡状态下的补偿轮的位置不会因为补偿绳的伸缩而改变其平衡位置。

使所述补偿轮的平衡状态发生改变的因素包括承力索断线、接触线断线、补偿绳断线、锚柱倾斜、平衡论卡住和坠砣卡住中的至少一种。

实际中，补偿轮的平衡状态发生改变即补偿轮的位置平衡状态发生改变，补偿轮的位置平衡状态发生改变伴随补偿轮本体的转动轴心位置改变和补偿轮悬挂体的倾角改变。

本实施例中，所述接触网补偿器的补偿轮转动信息，包括转动角度信息和转动方向信息中的至少一种。

所述接触网补偿器的补偿轮在坠砣的拉力与接触线热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动，或在坠砣的拉力与承力索热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动，补偿轮的这种转动是补偿器进行温度补偿的核心动作。

实际系统中，除了温度变化导致补偿轮的转动之外，锚段偏移、接触悬挂窜动和中心锚结故障都会导致接触网补偿器的补偿轮的异常转动，这种异常转动信息可用于判断锚段是否偏移、接触悬挂是否窜动和中心锚结是否出现故障。

本实施例中，补偿轮悬挂体包括补偿轮本体的框架、将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的双环杆和将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的缆索中的任一种。

本实施例给出的方法，其中，

所述采集接触网补偿器补偿轮转动信息，包括如下步骤：

使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种。

所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮；

所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接；

所述接触网补偿器的补偿轮的转动信息包括补偿轮本体绕其转轴转动的角度信息和转动方向信息中的至少一种。

具体地，所述电容传感器安装在补偿轮框架上，与补偿轮本体上的棘轮轮齿之间存在间距，电容传感器的第一极与补偿轮的转动轴心保持确定的距离，以非接触方式固定安装在棘轮轮齿的一侧，棘轮轮齿作为电容传感器的第二极；当补偿轮本体转动时，作为电容传感器第二极的棘轮轮齿的表面与安装在补偿轮框架上且位置不变的电容传感器的第一极间的距离发生改变，该电容传感器的第一和第二极间距离的变化导致电容传感器容量变化，通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度。

本实施例中，作为通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度的一种具体实现方式，包括：

使用所述电容传感器构成阻容式（RC）振荡器电容传感器的容量变化导致震荡频率的变化，测量振荡器的振荡频率判断补偿轮本体上的棘轮轮齿的转动或转动方向。

进一步地，在补偿轮框架上一个棘轮轮齿跨度内安装两个或两个以上的所述电容传感器，使得不同的电容传感器对应补偿轮本体上同一个棘轮轮齿的不同部位，将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较，确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种。

具体地，所述将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较，确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种，包括如下至少一种步骤：

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率高于第二位置上的电容传感器产生的振荡频率时，表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容小，棘轮轮齿在第二位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容大于第一位置处的表面，即，棘轮轮齿是从第一位置上凸到第二位置；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最高时，表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最小，相应地，棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凹处；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最低时，表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最大，相应地，棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凸处；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时升高时，表明棘轮轮齿的斜形表面在向远离第一和第二位置的方向转动；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时降低时，表明棘轮轮齿的斜形表面在向靠近第一和第二位置的方向转动；

使用棘轮转动一个轮齿的角度内电容传感器产生的振荡频率的最大值和最小值，并使用轮齿表面的斜率和齿距计算在一个轮齿宽度内出现的频率与棘轮轮齿的转动角度间的对应关系，使用该对应关系和对电容传感器产生的振荡频率的测量值即可确定棘轮轮齿的转动角度。

本实施例给出的方法，其中，

使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种，包括：

使用N个金属膜片作为电容传感器的第一极，将该N个金属膜片按照预定间隔距离布设在半径为R的圆弧上，该圆弧的圆心为补偿轮转动轴心，R大于或小于补偿轮的最大半径r；

使所述N个金属膜片构成的N元线阵的两端与补偿轮转动轴心之间的张角大于补偿轮的单个棘轮与补偿轮转动轴心之间的张角。

具体地，所述N为取值大于等于三的自然数；

具体地，所述金属膜片为金属膜或金属片；

具体地，N个金属膜片中的每个具有独立输出的电极，不同电极连接不同的振荡电路或不同电极独立地为振荡电路调整振荡频率。

具体地，所述将N个金属膜片按照预定间隔距离布设在半径为R的圆弧上，该圆弧的圆心为补偿轮转动轴心，R大于或小于补偿轮的最大半径r；其中，

R大于补偿轮的最大半径r，对应于棘轮轮齿为径向起伏式；

所述棘轮轮齿为径向起伏式，包括棘轮轮齿构成补偿轮圆盘的外边缘，补偿轮轮齿凸起的最高点至补偿轮转动轴心或转动轴线的距离即为补偿轮的最大半径r；

R小于补偿轮的最大半径r，对应于棘轮轮齿为轴向起伏式；

所述棘轮轮齿为轴向起伏式，包括棘轮轮齿布设在补偿轮轮盘的侧面，补偿轮轮齿在补偿轮转动轴的方向上起伏。

本实施例给出了棘轮轮齿为径向起伏式的图示，参见图3所示；本实施例没有给出棘轮轮齿为轴向起伏式的图示。

本实施例给出的方法，其中，

所述使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种，包括：

使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过曲线拟合或正弦分解确定补偿轮的轮齿位置。

具体地，所述间隔包括间隔距离、间隔弧长或间隔角度中的任一种。

本实施例给出的方法，其中，

所述使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过曲线拟合确定补偿轮的轮齿位置，包括：

使用N个固定安装的金属膜片的已知的角度值和角度间隔，以及测量得到的不同角度值下的金属膜片对应的震荡频率构建角度-震荡频率间的离散函数关系；

使用补偿轮的轮齿形状和尺度信息，计算轮齿在N个固定安装的金属膜片与补偿轮转动轴心间所张角度范围内处在不同角度位置时，在所述N个固定安装的金属膜片上产生的N个振荡频率的相对值；

分别对构建角度-震荡频率间的离散函数关系和N个振荡频率的相对值进行归一化；

使用归一化后的包含N个振荡频率的相对值的曲线对归一化后的基于测量的角度-震荡频率间的离散函数进行曲线拟合，得到补偿轮的轮齿位置。

所述使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过曲线拟合确定补偿轮的轮齿位置，包括：

使用N个固定安装的金属膜片的已知的角度值和角度间隔，以及测量得到的不同角度值下的金属膜片对应的震荡频率构建角度-震荡频率间的离散函数关系；

使用自变量为角度值的锯齿波函数对所述角度-震荡频率间的离散函数关系进行曲线拟合，得到的拟合后锯齿波函数波形的波峰点即为补偿轮的轮齿最大值位置，波谷点即为补偿轮的轮齿最小值位置。

所述使用所述使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过正弦分解确定补偿轮的轮齿位置，包括：

使用N个固定安装的金属膜片的已知的角度值和角度间隔，以及测量得到的不同角度值下的金属膜片对应的震荡频率构建角度-震荡频率间的离散函数关系；

对所述角度-震荡频率间的离散函数进行三角函数分解，从中分解出基波、二次谐波和三次谐波；

使用基波、二次谐波和三次谐波进行波形叠加，得到不含高频分量的角度-震荡频率函数关系波形；

使用该不含高频分量的角度-震荡频率函数关系波形的波峰点作为补偿轮的轮齿最大值位置，波谷点作为补偿轮的轮齿最小值位置；或

使用三角波形对该不含高频分量的角度-震荡频率函数关系波形进行曲线匹配，将与之匹配的三角波形的波峰点作为补偿轮的轮齿最大值位置，波谷点作为补偿轮的轮齿最小值位置。

本实施例给出的方法，还包括补偿轮转动标定信息采集方法，具体包括如下步骤：

使用激光测距、声学测距、摄影测、距毫米波测距和摩擦驱动传感器测量中的任一种获取补偿轮转动角度的标定值。

本实施例中，获取补偿轮转动角度的标定值包括：

使用补偿绳沿其长度方向额度移动量所对应的补偿轮转动角度作为补偿轮转动角度的标定值；或

使用坠砣相对于位置基准点的位置变化量作为补偿轮转动角度的标定值。

其中，使用补偿绳沿其长度方向额度移动量所对应的补偿轮转动角度作为补偿轮转动角度的标定值，具体包括：

使用摩擦驱动传感器测量补偿绳沿其长度方向额度移动量，所述摩擦驱动传感器包括由补偿绳产生的摩擦力驱动的转动电位器、转动编码器和圆容栅角度传感器中的任一种；

使用坠砣相对于位置基准点的位置变化量作为补偿轮转动角度的标定值，具体包括：

使用布设在坠砣抱箍上的与限制管存在挤压接触的摩擦驱动传感器测量坠砣移动量，所述摩擦驱动传感器包括转动电位器、转动编码器和圆容栅角度传感器中的任一种；或

使用测距模块获取位置标定基准点与坠砣间的相对距离。

具体地，所述位置标定基准点为相对于坠砣静止的点位，位置标定基准点的点位的一种具体的实现方式为：

对应于非移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块，将其安装位置作为位置标定基准点的点位；或

对应于移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块，将其测距标靶所在位置作为位置标定基准点的点位。

进一步地，所述非移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块的布设方式，包括以承锚支柱为支撑体布设或以地面基座为支撑体布设，此种布设方式下，将坠砣或随坠砣移动的物体作为测距标靶；

所述移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块的布设方式，包括以坠砣或坠砣抱箍为支撑体布设，此种布设方式下，将安装在承锚支柱上、坠砣限制管上或地面基座上的物体作为测距标靶。

具体地，所述坠砣相对于位置基准点的位置包括坠砣相对于位置基准点的距离和距离变化量中的任一种；通常，通过获取不同时间点或不同温度值对应的距离来得到距离变化量。

本实施例中，所述使用坠砣相对于位置基准点的位置对使用电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度进行标定，包括如下任一步骤：

使用第一和第二时间点对应的坠砣相对于位置基准点的距离确定坠砣的距离变化量；

使用第一和第二时间点对应的由电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度值确定相应传感器的角度变化量，使用该角度变化量和补偿轮的径向尺度确定与该角度变化量对应的坠砣距离变化量，比较角度变化量对应的坠砣距离变化量与实际测量的坠砣的距离变化量确定相应传感器的角度误差，并对该角度误差进行补偿；或

使用第一和第二时间点对应的由摩擦驱动传感器获取的补偿绳在其长度方向上的移动量，比较该移动量与实际测量的坠砣的距离变化量确定摩擦驱动传感器的长度计量误差，并对该长度计量误差进行补偿。

本实施例中，所述使用坠砣相对于位置基准点的位置对使用电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度进行标定，包括如下任一步骤：

使用第一和第二温度点对应的坠砣相对于位置基准点的距离确定坠砣的距离变化量；

使用第一和第二温度点对应的由电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度值确定相应传感器的角度变化量，使用该角度变化量和补偿轮的径向尺度确定与该角度变化量对应的坠砣距离变化量，比较角度变化量对应的坠砣距离变化量与实际测量的坠砣的距离变化量确定相应传感器的角度误差，并对该角度误差进行补偿；或

使用第一和第二温度点对应的由摩擦驱动传感器获取的补偿绳在其长度方向上的移动量，比较该移动量与实际测量的坠砣的距离变化量确定摩擦驱动传感器的长度计量误差，并对该长度计量误差进行补偿。

本实施例中，使用激光测距、声学测距和毫米波测距中的任一种获取补偿轮转动角度的标定值，进一步包括：

使用在光学测距窗口内激光测距获取补偿绳的长度或坠砣的位置信息；

使用补偿绳的长度信息或坠砣的位置信息对磁感应传感器、电容传感器和摩擦驱动传感器中任一种的测量值进行标定。

所述光学测量窗口为可以可靠获取激光测距信息的时间窗口或环境窗口；其中，

所述时间窗口包括无强烈日光照射且无冰雪暴雨的时间区间，具体地，所述时间窗口为日落后的时间区间。

所述环境窗口为无烈日直接照射、无冰雪覆盖和无暴雨覆盖的气象窗口。

具体地，所述光学测量窗口的确定方法包括如下至少一种步骤：

使用光电探测器测量环境光强度，当环境光强度低于预定的照度门限时，确定处于光学测量窗口内；以及

使用超声波探测器探测冰雪覆盖，当在预定的距离内无目标回拨出现时，确定处于光学测量窗口内。

本实施例给出的方法，其中，

所述通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括如下至少一种操作：

通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道、使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道和使用LTE Sidelink技术规范构建的无线信道中的至少一种，将补偿轮空间位置信息和接触网所处状态中的至少一种发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。

具体地，所述使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道，包括在移动运营上运营频谱上构建的NB-IOT信道和在面许可频谱上构建的NB-IOT信道中的任一种。

所述使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载LoRa无线节点、便携式LoRa无线节点、支持LoRa(Long Range)技术规范构的个人终端和远端LoRa无线节点中的任一种的无线信道。

所述使用LTE Sidelink技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载无线终端、便携式无线测量终端、支持LTE Sidelink技术规范的个人终端中的任一种的无线信道。

所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于锚段现场，包括安装在锚段现场、位于经过锚段现场的车载平台或位于锚段现场的便携式接触网状态信息处装置内中的任一种；和/或

所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于远端，包括位于与公网或专网相连接的计算机服务器或数字信号处理设备内。

进一步地，所述通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，其中，

补偿轮转动信息为使用补偿轮转动标定信息标定后的信息。

实施例二，一种接触网补偿器非接触检测装置举例

参见图2所示，本实用新型提供的一种接触网补偿器非接触检测装置实施例,包括：

补偿轮转动信息采集模块210，无线电发送模块220；其中，

补偿轮转动信息采集模块210，用于采集接触网补偿器补偿轮转动信息，包括电容传感器子模块211；

无线电发送模块220，用于通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括调制子模块、射频放大器和天线；

其中，补偿轮转动信息采集模块210使用数据传输接口将其采集的信息发送给无线电发送模块220。

本实施例中，所述接触网补偿器的补偿轮为棘轮；

所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接。

本实施例中，所述位于网络侧的处理器包括无线接入网内的数据处理节点、公网内的数据处理节点、专网内的数据处理节点或可接入无线接入网的车载数据处理节点中的任一种；

所述位于下锚现场的数据处理器包括可接入所述无线信道的车载数据处理节点和、可接入所述无线信道的便携终端节点和可接入所述无线信道的个人智能手机中的任一种。

本实施例中，接触网所处状态包括接触悬挂所处的张力补偿状态和接触悬挂的物理位置状态；

其中，所述接触悬挂所处的张力补偿状态包括接触网补偿器补偿轮是否正常动作和接触网补偿器坠砣是否正常动作中的至少一种状态；

所述接触悬挂的物理位置状态包括接触网接触线是否断线、接触网承力索是否断开、接触网悬挂是否窜动、接触网锚段是否偏移和接触网中心锚结是否故障中的至少一种状态。

本实施例给出的方法，其中，

所述获取采集接触网补偿器补偿轮转动信息，包括获取补偿轮本体绕其转轴的转动信息。

所述获取补偿轮本体绕其转轴的转动信息，包括：

获取补偿轮本体绕其转轴转动的弧长信息、角度信息和齿数信息中的至少一种。

所述补偿轮悬挂体的空间位置信息包括补偿轮悬挂体的倾角信息；

进一步地，使用所述补偿轮悬挂体的倾角信息确定所述补偿轮本体的空间位置信息。

本实施例所述的接触网补偿器的补偿轮，其在平衡状态下的位置不随补偿绳的伸缩而改变。

本实施例中，定滑轮、定棘轮或定鼓轮在概念上与动滑轮、动棘轮或动鼓轮相对应，动滑轮、动棘轮或动鼓轮的空间位置随补偿绳的伸缩而改变。

通常，所述接触网补偿器的补偿轮位置会受环境因素的影响，环境因素包括风吹、受电弓冲击，在获取补偿轮位置信息的过程中需要提取或抑制环境因素的影响信息。

本实施例中，作为定滑轮、定棘轮和定鼓轮中任一种的补偿轮，在三个作用力的作用下处于位置平衡状态，这三个作用力分别为：坠砣的下拉力，承力索或接触线的横向拉力，锚柱的斜上方向的拉力；补偿轮在所述三个作用力的作用下，其位置处于平衡状态，处于平衡状态下的补偿轮的位置不会因为补偿绳的伸缩而改变其平衡位置。

使所述补偿轮的平衡状态发生改变的因素包括承力索断线、接触线断线、补偿绳断线、锚柱倾斜、平衡论卡住和坠砣卡住中的至少一种。

实际中，补偿轮的平衡状态发生改变即补偿轮的位置平衡状态发生改变，补偿轮的位置平衡状态发生改变伴随补偿轮本体的转动轴心位置改变和补偿轮悬挂体的倾角改变。

本实施例中，所述接触网补偿器的补偿轮转动信息，包括转动角度信息和转动方向信息中的至少一种。

所述接触网补偿器的补偿轮在坠砣的拉力与接触线热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动，或在坠砣的拉力与承力索热胀冷缩产生的张弛力作用下发生转动，补偿轮的这种转动是补偿器进行温度补偿的核心动作。

实际系统中，除了温度变化导致补偿轮的转动之外，锚段偏移、接触悬挂窜动和中心锚结故障都会导致接触网补偿器的补偿轮的异常转动，这种异常转动信息可用于判断锚段是否偏移、接触悬挂是否窜动和中心锚结是否出现故障。

本实施例中，补偿轮悬挂体包括补偿轮本体的框架、将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的双环杆和将补偿轮本体的框架悬挂至承锚支柱的缆索中的任一种。

本实施例给出的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块210，用于执行采集接触网补偿器补偿轮转动信息的操作，具体包括如下操作步骤：

使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种。

所述接触网补偿器的补偿轮包括棘轮；

所述补偿轮通过竖向补偿绳和连接件与坠砣直接连接；

所述接触网补偿器的补偿轮的转动信息包括补偿轮本体绕其转轴转动的角度信息和转动方向信息中的至少一种。

具体地，所述电容传感器安装在补偿轮框架上，与补偿轮本体上的棘轮轮齿之间存在间距，电容传感器的第一极与补偿轮的转动轴心保持确定的距离，以非接触方式固定安装在棘轮轮齿的一侧，棘轮轮齿作为电容传感器的第二极；当补偿轮本体转动时，作为电容传感器第二极的棘轮轮齿的表面与安装在补偿轮框架上且位置不变的电容传感器的第一极间的距离发生改变，该电容传感器的第一和第二极间距离的变化导致电容传感器容量变化，通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度。

本实施例中，作为通过测量该容传感器容量变化确定补偿轮本体的位置或转动角度的一种具体实现方式，包括：

使用所述电容传感器构成阻容式（RC）振荡器电容传感器的容量变化导致震荡频率的变化，测量振荡器的振荡频率判断补偿轮本体上的棘轮轮齿的转动或转动方向。

进一步地，在补偿轮框架上一个棘轮轮齿跨度内安装两个或两个以上的所述电容传感器，使得不同的电容传感器对应补偿轮本体上同一个棘轮轮齿的不同部位，将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较，确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种。

具体地，所述将不同位置的电容传感器产生的振荡频率进行比较，确定棘轮轮齿的位置变化、变化方向和棘轮轮齿的轮廓中的至少一种，包括如下至少一种步骤：

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率高于第二位置上的电容传感器产生的振荡频率时，表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容小，棘轮轮齿在第二位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容大于第一位置处的表面，即，棘轮轮齿是从第一位置上凸到第二位置；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最高时，表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最小，相应地，棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凹处；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率出现最低时，表明棘轮轮齿在第一位置处的表面与电容传感器的第一极间的电容达到最大，相应地，棘轮轮齿在第一位置处的表面为棘轮轮齿的最凸处；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时升高时，表明棘轮轮齿的斜形表面在向远离第一和第二位置的方向转动；

当第一位置上的电容传感器产生的振荡频率与第二位置上的电容传感器产生的振荡频率同时降低时，表明棘轮轮齿的斜形表面在向靠近第一和第二位置的方向转动；

使用棘轮转动一个轮齿的角度内电容传感器产生的振荡频率的最大值和最小值，并使用轮齿表面的斜率和齿距计算在一个轮齿宽度内出现的频率与棘轮轮齿的转动角度间的对应关系，使用该对应关系和对电容传感器产生的振荡频率的测量值即可确定棘轮轮齿的转动角度。

本实施例给出的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块210，其包含的电容传感器子模块211执行使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种的操作，具体包括如下操作步骤：

使用N个金属膜片作为电容传感器的第一极，将该N个金属膜片按照预定间隔距离布设在半径为R的圆弧上，该圆弧的圆心为补偿轮转动轴心，R大于或小于补偿轮的最大半径r；

使所述N个金属膜片构成的N元线阵的两端与补偿轮转动轴心之间的张角大于补偿轮的单个棘轮与补偿轮转动轴心之间的张角。

具体地，所述N为取值大于等于三的自然数；

具体地，所述金属膜片为金属膜或金属片；

具体地，N个金属膜片中的每个具有独立输出的电极，不同电极连接不同的振荡电路或不同电极独立地为振荡电路调整振荡频率。

具体地，所述将N个金属膜片按照预定间隔距离布设在半径为R的圆弧上，该圆弧的圆心为补偿轮转动轴心，R大于或小于补偿轮的最大半径r；其中，

R大于补偿轮的最大半径r，对应于棘轮轮齿为径向起伏式；

所述棘轮轮齿为径向起伏式，包括棘轮轮齿构成补偿轮圆盘的外边缘，补偿轮轮齿凸起的最高点至补偿轮转动轴心或转动轴线的距离即为补偿轮的最大半径r；

R小于补偿轮的最大半径r，对应于棘轮轮齿为轴向起伏式；

所述棘轮轮齿为轴向起伏式，包括棘轮轮齿布设在补偿轮轮盘的侧面，补偿轮轮齿在补偿轮转动轴的方向上起伏。

本实施例给出了棘轮轮齿为径向起伏式的图示，参见图3所示；本实施例没有给出棘轮轮齿为轴向起伏式的图示。

本实施例给出的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块210，其执行的使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种，包括：

使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过曲线拟合或正弦分解确定补偿轮的轮齿位置。

具体地，所述间隔包括间隔距离、间隔弧长或间隔角度中的任一种。

本实施例给出的方法，其中，

所述使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过曲线拟合确定补偿轮的轮齿位置，包括：

使用N个固定安装的金属膜片的已知的角度值和角度间隔，以及测量得到的不同角度值下的金属膜片对应的震荡频率构建角度-震荡频率间的离散函数关系；

使用补偿轮的轮齿形状和尺度信息，计算轮齿在N个固定安装的金属膜片与补偿轮转动轴心间所张角度范围内处在不同角度位置时，在所述N个固定安装的金属膜片上产生的N个振荡频率的相对值；

分别对构建角度-震荡频率间的离散函数关系和N个振荡频率的相对值进行归一化；

使用归一化后的包含N个振荡频率的相对值的曲线对归一化后的基于测量的角度-震荡频率间的离散函数进行曲线拟合，得到补偿轮的轮齿位置。

所述使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过曲线拟合确定补偿轮的轮齿位置，包括：

使用N个固定安装的金属膜片的已知的角度值和角度间隔，以及测量得到的不同角度值下的金属膜片对应的震荡频率构建角度-震荡频率间的离散函数关系；

使用自变量为角度值的锯齿波函数对所述角度-震荡频率间的离散函数关系进行曲线拟合，得到的拟合后锯齿波函数波形的波峰点即为补偿轮的轮齿最大值位置，波谷点即为补偿轮的轮齿最小值位置。

所述使用所述使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过正弦分解确定补偿轮的轮齿位置，包括：

使用N个固定安装的金属膜片的已知的角度值和角度间隔，以及测量得到的不同角度值下的金属膜片对应的震荡频率构建角度-震荡频率间的离散函数关系；

对所述角度-震荡频率间的离散函数进行三角函数分解，从中分解出基波、二次谐波和三次谐波；

使用基波、二次谐波和三次谐波进行波形叠加，得到不含高频分量的角度-震荡频率函数关系波形；

使用该不含高频分量的角度-震荡频率函数关系波形的波峰点作为补偿轮的轮齿最大值位置，波谷点作为补偿轮的轮齿最小值位置；或

使用三角波形对该不含高频分量的角度-震荡频率函数关系波形进行曲线匹配，将与之匹配的三角波形的波峰点作为补偿轮的轮齿最大值位置，波谷点作为补偿轮的轮齿最小值位置。

本实施例给出的装置，其中，补偿轮转动信息采集模块210，还包括补偿轮转动标定信息采集子模块212，该子模块具体执行如下操作步骤：

使用激光测距、声学测距、摄影测、距毫米波测距和摩擦驱动传感器测量中的任一种获取补偿轮转动角度的标定值。

本实施例中，获取补偿轮转动角度的标定值包括：

使用补偿绳沿其长度方向额度移动量所对应的补偿轮转动角度作为补偿轮转动角度的标定值；或

使用坠砣相对于位置基准点的位置变化量作为补偿轮转动角度的标定值。

其中，使用补偿绳沿其长度方向额度移动量所对应的补偿轮转动角度作为补偿轮转动角度的标定值，具体包括：

使用摩擦驱动传感器测量补偿绳沿其长度方向额度移动量，所述摩擦驱动传感器包括由补偿绳产生的摩擦力驱动的转动电位器、转动编码器和圆容栅角度传感器中的任一种；

使用坠砣相对于位置基准点的位置变化量作为补偿轮转动角度的标定值，具体包括：

使用布设在坠砣抱箍上的与限制管存在挤压接触的摩擦驱动传感器测量坠砣移动量，所述摩擦驱动传感器包括转动电位器、转动编码器和圆容栅角度传感器中的任一种；或

使用测距模块获取位置标定基准点与坠砣间的相对距离。

具体地，所述位置标定基准点为相对于坠砣静止的点位，位置标定基准点的点位的一种具体的实现方式为：

对应于非移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块，将其安装位置作为位置标定基准点的点位；或

对应于移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块，将其测距标靶所在位置作为位置标定基准点的点位。

进一步地，所述非移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块的布设方式，包括以承锚支柱为支撑体布设或以地面基座为支撑体布设，此种布设方式下，将坠砣或随坠砣移动的物体作为测距标靶；

所述移动式激光测距、声学测距和毫米波测距模块的布设方式，包括以坠砣或坠砣抱箍为支撑体布设，此种布设方式下，将安装在承锚支柱上、坠砣限制管上或地面基座上的物体作为测距标靶。

具体地，所述坠砣相对于位置基准点的位置包括坠砣相对于位置基准点的距离和距离变化量中的任一种；通常，通过获取不同时间点或不同温度值对应的距离来得到距离变化量。

本实施例中，所述使用坠砣相对于位置基准点的位置对使用电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度进行标定，包括如下任一步骤：

使用第一和第二时间点对应的坠砣相对于位置基准点的距离确定坠砣的距离变化量；

使用第一和第二时间点对应的由电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度值确定相应传感器的角度变化量，使用该角度变化量和补偿轮的径向尺度确定与该角度变化量对应的坠砣距离变化量，比较角度变化量对应的坠砣距离变化量与实际测量的坠砣的距离变化量确定相应传感器的角度误差，并对该角度误差进行补偿；或

使用第一和第二时间点对应的由摩擦驱动传感器获取的补偿绳在其长度方向上的移动量，比较该移动量与实际测量的坠砣的距离变化量确定摩擦驱动传感器的长度计量误差，并对该长度计量误差进行补偿。

本实施例中，所述使用坠砣相对于位置基准点的位置对使用电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度进行标定，包括如下任一步骤：

使用第一和第二温度点对应的坠砣相对于位置基准点的距离确定坠砣的距离变化量；

使用第一和第二温度点对应的由电容传感器获取的补偿轮本体的转动角度值确定相应传感器的角度变化量，使用该角度变化量和补偿轮的径向尺度确定与该角度变化量对应的坠砣距离变化量，比较角度变化量对应的坠砣距离变化量与实际测量的坠砣的距离变化量确定相应传感器的角度误差，并对该角度误差进行补偿；或

使用第一和第二温度点对应的由摩擦驱动传感器获取的补偿绳在其长度方向上的移动量，比较该移动量与实际测量的坠砣的距离变化量确定摩擦驱动传感器的长度计量误差，并对该长度计量误差进行补偿。

本实施例中，使用激光测距、声学测距和毫米波测距中的任一种获取补偿轮转动角度的标定值，进一步包括：

使用在光学测距窗口内激光测距获取补偿绳的长度或坠砣的位置信息；

使用补偿绳的长度信息或坠砣的位置信息对磁感应传感器、电容传感器和摩擦驱动传感器中任一种的测量值进行标定。

所述光学测量窗口为可以可靠获取激光测距信息的时间窗口或环境窗口；其中，

所述时间窗口包括无强烈日光照射且无冰雪暴雨的时间区间，具体地，所述时间窗口为日落后的时间区间。

所述环境窗口为无烈日直接照射、无冰雪覆盖和无暴雨覆盖的气象窗口。

具体地，所述光学测量窗口的确定方法包括如下至少一种步骤：

使用光电探测器测量环境光强度，当环境光强度低于预定的照度门限时，确定处于光学测量窗口内；以及

使用超声波探测器探测冰雪覆盖，当在预定的距离内无目标回拨出现时，确定处于光学测量窗口内。

本实施例给出的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块210，还用于执行环境标定的操作，具体执行如下操作步骤：

获取特定环境条件下补偿轮特定轮齿对N个金属膜片的一组频率响应值，将该组频率响应值用于该特定环境条件下确定其它轮齿的位置。

具体地，所述特定环境条件下包括特定湿度、温度条件下；

所述补偿轮特定轮齿包括补偿轮的一个或两个相邻的轮齿。

当温度和湿度发生变化之后，特别是湿度发生变化后，电容传感器子模块包含的N个金属膜片与补偿轮轮齿之间的耦合电容也会随之变化，为了保障测量的准确性，需要使用在特定湿度环境下N个金属膜片的一组频率响应值，使用该组频率响应值在该特定环境条件下确定其它轮齿的位置。

本实施例给出的装置，其中，

无线电发送模块220，执行通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：

通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道、使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道和使用LTE Sidelink技术规范构建的无线信道中的至少一种，将补偿轮空间位置信息和接触网所处状态中的至少一种发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。

具体地，所述使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道，包括在移动运营上运营频谱上构建的NB-IOT信道和在面许可频谱上构建的NB-IOT信道中的任一种。

所述使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载LoRa无线节点、便携式LoRa无线节点、支持LoRa(Long Range)技术规范构的个人终端和远端LoRa无线节点中的任一种的无线信道。

所述使用LTE Sidelink技术规范构建的无线信道，包括从下锚处至车载无线终端、便携式无线测量终端、支持LTE Sidelink技术规范的个人终端中的任一种的无线信道。

所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于锚段现场，包括安装在锚段现场、位于经过锚段现场的车载平台或位于锚段现场的便携式接触网状态信息处装置内中的任一种；和/或

所述数据处理器为接触悬挂状态信息处理器，位于远端，包括位于与公网或专网相连接的计算机服务器或数字信号处理设备内。

补偿轮转动信息为使用补偿轮转动标定信息标定后的信息。

无本实施例中，无线电发送模块执行的通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器的操作，包括：

将标定后的补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器；

所述标定后的补偿轮转动信息为使用偿轮转动标定信息采集子模块采集到的偿轮转动标定信息对使用电容传感器采集到的偿轮转动信息进行标定后的补偿轮转动信息。

下面结合图3对本实用新型提供的一种接触网补偿器非接触检测装置的结构布局加以说明。

补偿轮转动信息采集模块210包含电容传感器子模块211，电容传感器子模块211由金属膜片311至314构成的阵列或容栅组成；

补偿轮本体330在补偿绳的拉动下绕其轴心A转动，当其转动时，补偿轮本体330包含的轮齿320随之转动，从而使得轮齿外表面相对于电容传感器子模块211包含的金属膜片311至314之间的距离均发生变化，该距离变化导致金属膜片311至314与轮齿表面间的电容值发生变化，进而导致由电容传感器子模块211诱发的震荡器的震荡频率发生变化，测量这种频率值及频率的变化，可以确定补偿轮本体330是否转动、转动方向和转动的角度。

使用所述电容传感器子模块211诱发的震荡器的震荡频率值确定补偿轮本体330转动的角度，其优点是可以在暴雪、暴雨中不丧失测量功能，而且功耗低，其缺点是会产生累积误差；

为了克服所述累积误差，补偿轮转动信息采集模块210包含还包含补偿轮转动标定信息采集子模块212，补偿轮转动标定信息采集子模块212使用超声测距、激光测距和毫米波测距中的任一种采集补偿器的坠砣相对于位置基准点的距离，使用该距离或使用该距离折算出的补偿轮角度值，对使用电容传感器子模块211测量得到的补偿轮转动角度或补偿轮的绝对角度值进行标定。

图3中，补偿轮转动标定信息采集子模块212向位置基准点发送超声测距、激光测距和毫米波测距信号中的任一种信号218。

补偿轮转动标定信息采集子模块212通过有线接口与补偿轮转动信息采集模块210相连接。

无线电发送模块220向网络侧或下锚现场的数据处理器发送的是经过标定的补偿轮转动信息。

使用电容传感器子模块211进行补偿轮转动角度的测量，其工作电流为微安级，而使用超声测距、激光测距和毫米波测距中的任一种，其工作电流为毫安级，因此，相较于使用超声测距、激光测距和毫米波测距中的任一种来采集坠砣位置的张力补偿检测方法，使用电容传感器子模块外加测距标定的方法具有更小的功耗。

本实用新型实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、无线电传输技术和互联网技术实现；本实用新型实施例提供的方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本实用新型实施例提供的装置包含的模块或单元，可以采用电子元器件实现。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施方案而已，并非用来限定本实用新型的保护范围。任何本实用新型所述领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。

本实用新型给出测距方法及装置，克服了现有技术存在的不能在恶劣环境下可靠工作、实现复杂、成本高和功耗大这些缺点中的至少一种。可全天候工作，功耗低，布设简单。

Claims (8)

1.一种接触网补偿器非接触检测装置,包括：

补偿轮转动信息采集模块，无线电发送模块；其中，

补偿轮转动信息采集模块，用于采集接触网补偿器补偿轮转动信息，包括电容传感器子模块；

无线电发送模块，用于通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器，包括调制子模块、射频放大器和天线；

其中，补偿轮转动信息采集模块使用数据传输接口将其采集的信息发送给无线电发送模块。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块，用于执行采集接触网补偿器补偿轮转动信息的操作，具体包括如下操作步骤：

使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块，其包含的电容传感器子模块执行使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种的操作，具体包括如下操作步骤：

使用N个金属膜片作为电容传感器的第一极，将该N个金属膜片按照预定间隔距离布设在半径为R的圆弧上，该圆弧的圆心为补偿轮转动轴心，R大于或小于补偿轮的最大半径r；

使所述N个金属膜片构成的N元线阵的两端与补偿轮转动轴心之间的张角大于补偿轮的单个棘轮与补偿轮转动轴心之间的张角。

4.根据权利要求2和3任一项所述的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块，其执行的使用电容传感器获取带有棘轮的补偿轮本体的转动角度信息和转动方向信息中的至少一种，包括：

使用N个金属膜片的间隔及补偿轮的轮齿形状和尺度信息，通过曲线拟合或正弦分解确定补偿轮的轮齿位置。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块，还包括补偿轮转动标定信息采集子模块，该子模块具体执行如下操作步骤：

使用激光测距、声学测距、摄影测、距毫米波测距和摩擦驱动传感器测量中的任一种获取补偿轮转动角度的标定值。

6.根据权利要求4所述的装置，其中，

补偿轮转动信息采集模块，还执行环境标定的操作，具体执行如下操作步骤：

获取特定环境条件下补偿轮特定轮齿对N个金属膜片的一组频率响应值，将该组频率响应值用于该特定环境条件下确定其它轮齿的位置。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，

无线电发送模块，执行通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器的操作，具体包括如下至少一种操作步骤：

通过使用NB-IOT(Narrow Band Internat Of Things)技术规范构建的无线信道、使用LoRa(Long Range)技术规范构建的无线信道和使用LTE Sidelink技术规范构建的无线信道中的至少一种，将补偿轮空间位置信息和接触网所处状态中的至少一种发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，

无线电发送模块，其执行的通过无线信道将所述补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器的操作，包括：

将标定后的补偿轮转动信息发送至位于网络侧或下锚现场的数据处理器；

所述标定后的补偿轮转动信息为使用偿轮转动标定信息采集子模块采集到的偿轮转动标定信息对使用电容传感器采集到的偿轮转动信息进行标定后的补偿轮转动信息。