本發(fā)明涉及一種主要針對高速列車的受電弓動態(tài)試驗測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前關(guān)于受電弓的動態(tài)試驗測試的主要方案是針對需要檢測的每一個項點(diǎn)分別進(jìn)行檢測，沒有將各個檢測到的參數(shù)結(jié)合起來統(tǒng)一分析弓網(wǎng)受流性能。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國實用新型專利：CN200920350834.X，公開了“高速鐵路接觸網(wǎng)-受電弓系統(tǒng)受流性能測試設(shè)備”，采用高壓側(cè)與低壓側(cè)相結(jié)合，接觸式測量和非接觸式測量相結(jié)合的方式，實現(xiàn)了對弓網(wǎng)動態(tài)接觸力、硬點(diǎn)、拉弧檢測、受電弓的動態(tài)高度測量，但其缺陷在于高壓側(cè)的供電模塊不穩(wěn)定，由于高壓的特殊環(huán)境，可能造成采集到的信號所受干擾較大。此外，系統(tǒng)中沒有牽引行車過程中的公里標(biāo)信號和網(wǎng)流信號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種受電弓動態(tài)試驗測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)受電弓工作狀態(tài)，全面監(jiān)測受電弓的各項指標(biāo)，結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)、測試技術(shù)、光纖通訊技術(shù)，將整個系統(tǒng)有機(jī)整合在一起。不僅能夠準(zhǔn)確得出拉弧產(chǎn)生的時間和燃弧率等指標(biāo)，同時對受電弓的硬點(diǎn)、弓板動態(tài)高度曲線、弓網(wǎng)動態(tài)接觸壓力進(jìn)行測量，并能根據(jù)系統(tǒng)測試的公里標(biāo)信息得到異常值所在的位置，便于后續(xù)的相關(guān)弓網(wǎng)調(diào)整。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種受電弓動態(tài)試驗測試系統(tǒng)，組成包括：高壓端數(shù)據(jù)采集裝置、低壓端數(shù)據(jù)采集裝置、和測試工作站，其特征在于：

所述高壓端數(shù)據(jù)采集裝置具有壓力傳感器、加速度傳感器，以及依次連接的第一信號轉(zhuǎn)接盒、IMC數(shù)據(jù)采集器、第一光纖收發(fā)器和第二光纖收發(fā)器，所述壓力傳感器和加速度傳感器的信號輸出端接入信號轉(zhuǎn)接盒；受電弓碳滑板的兩端與支撐弓板之間安裝壓力傳感器，用于檢測碳滑板上所承受的弓網(wǎng)之間的垂向力；加速度傳感器粘貼于受電弓碳滑板的下表面，用于檢測受電弓垂直方向的加速度；

所述低壓端數(shù)據(jù)采集裝置具有激光位移測距儀、速度傳感器、電流傳感器和紫外相機(jī)，激光位移測距儀和速度傳感器的信號輸出端第二經(jīng)信號轉(zhuǎn)接盒連接測試工作站的數(shù)據(jù)采集卡，電流傳感器的信號輸出端經(jīng)第三信號轉(zhuǎn)接盒連接數(shù)據(jù)采集卡，紫外相機(jī)的信號輸出經(jīng)第四信號轉(zhuǎn)接盒連接測試工作站的圖像采集卡；激光測距儀安裝固定在車頂上，正對受電弓，用于檢測受電弓的動態(tài)高度；速度傳感器安裝于車輛的軸端，用于探測車輛運(yùn)行速度；電流傳感器安裝在車頂，用于監(jiān)測受電弓主電纜的網(wǎng)流；紫外相機(jī)安裝在車頂，紫外相機(jī)的可視范圍包含受電弓的最低工作高度到最高工作高度，用于對弓網(wǎng)的接觸點(diǎn)進(jìn)行實時監(jiān)測錄像，測試工作站對紫外相機(jī)拍攝的視頻進(jìn)行處理，利用視頻圖像處理技術(shù)得到電弧反生的時間、地點(diǎn)、持續(xù)時間和電弧強(qiáng)度。

本發(fā)明還具有一下進(jìn)一步的特征

1、所述第一信號轉(zhuǎn)換盒位于受電弓絕緣子上方。

2、所述電流傳感器為開環(huán)霍爾式電流傳感器。

3、所述測試工作站具有數(shù)據(jù)和圖像顯示單元，以及數(shù)據(jù)和視頻文件記錄保存單元。

本發(fā)明測試系統(tǒng)的高壓端測試單元包括弓網(wǎng)動態(tài)接觸力測試、硬點(diǎn)測試。設(shè)備安裝在受電弓上。數(shù)據(jù)采集器安裝在受電弓絕緣子上方，數(shù)據(jù)通過光纖傳輸?shù)綑C(jī)車帶受電弓的車輛內(nèi)部的測試工作站中。高壓端以輕量化的鋰電池為基礎(chǔ)設(shè)計了電源供電模塊，對高壓端的硬件設(shè)備供電。低壓端測試包括離線火花測試、受電弓滑板動態(tài)高度測試、網(wǎng)流監(jiān)測、機(jī)車帶受電弓的車輛速度探測。用于獲取離線火花發(fā)生的時間、頻次；受電弓滑板與機(jī)車帶受電弓的車輛頂部的距離參數(shù)；機(jī)車帶受電弓的車輛速度和公里標(biāo)信息；網(wǎng)流參數(shù)。數(shù)據(jù)處理單元包括線上和線下兩個模塊。線上的數(shù)據(jù)處理模塊能夠直接得到表征弓網(wǎng)動態(tài)接觸力的相關(guān)參數(shù)，能夠判斷硬點(diǎn)值是否符合要求并直接找到異常值所在的公里標(biāo)段。線下的數(shù)據(jù)處理模塊能夠?qū)κ茈姽a(chǎn)生的拉弧進(jìn)行檢測。生成的工程應(yīng)用文件，可以針對不同工況下的受電弓視頻圖像進(jìn)行拉弧檢測。在檢測手段上，設(shè)計了自由選擇監(jiān)測區(qū)域的模式，使試驗人員的操作更加方便快捷，并有利于排除試驗中的干擾。試驗結(jié)果上，可以直接得出拉弧產(chǎn)生的次數(shù)、持續(xù)時間和產(chǎn)生的時間并統(tǒng)計出燃弧率。

本發(fā)明受電弓狀態(tài)測試系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）、根據(jù)受電弓工作狀態(tài)的特殊性，將檢測系統(tǒng)分為了高壓端和低壓端，高壓端設(shè)備安裝在受電弓上，但是整體不會與車頂（大地）接觸，保證了系統(tǒng)和受電弓運(yùn)行的安全；

2）、在技術(shù)上，充分利用了數(shù)字圖像處理技術(shù)、測試技術(shù)、光纖通訊技術(shù)和高級程序語言編程，將整個系統(tǒng)有機(jī)的整合在一起，在數(shù)據(jù)采集階段，將各個不同測點(diǎn)、運(yùn)用的不同硬件設(shè)備統(tǒng)一起來，用一種程序語言將其統(tǒng)一在一個界面，極大的方便了使用者的操作，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度；

3）、在硬件設(shè)備的選用上，充分考慮到了各設(shè)備的機(jī)械、電氣等特性，從使用效果、工裝、安全性等各方面進(jìn)行了周全的考慮，并對工裝設(shè)計進(jìn)行了合理的規(guī)劃，讓整套系統(tǒng)實用性更強(qiáng)，操作更為簡單。并充分考慮到了不同測點(diǎn)所需設(shè)備的差異，設(shè)計并調(diào)試了相應(yīng)的集成模塊，將部分必須的硬件設(shè)備整合在一起，極大的提高了系統(tǒng)的集成度。在高壓端供電模塊，使用了輕量化鋰電池供電，在高壓環(huán)境更安全穩(wěn)定；

4）、對于拉弧檢測，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選用高幀率的紫外相機(jī)來拍攝在受電弓的工作過程中產(chǎn)生的電弧，并編寫拉弧檢測的圖像程序，可以從試驗過程中得到的受電弓的運(yùn)行視頻中得到拉弧產(chǎn)生的次數(shù)、持續(xù)時間和產(chǎn)生的時間；

5）、在系統(tǒng)的軟件開發(fā)上，創(chuàng)新性地使用了LabVIEW為開發(fā)平臺，沒有拘泥于硬件設(shè)備自帶的采集程序，而是自主進(jìn)行設(shè)計并開發(fā)，這樣不僅提高了系統(tǒng)的集成性，也留有了后續(xù)開發(fā)的接口，便于進(jìn)行調(diào)試和完善相關(guān)功能，也增強(qiáng)了對測試系統(tǒng)的控制。

6）、在功能實現(xiàn)上，本檢測系統(tǒng)具有弓網(wǎng)動態(tài)接觸壓力、硬點(diǎn)沖擊檢測，接觸線動態(tài)高度、網(wǎng)流監(jiān)測、速度探測、公里標(biāo)信息的顯示、離線火花的檢測功能和受電弓工作狀態(tài)監(jiān)視功能。

7）、在數(shù)據(jù)處理上，能夠直接得到表征弓網(wǎng)動態(tài)接觸力的相關(guān)參數(shù)，能夠判斷硬點(diǎn)值是否符合要求并直接找到異常值所在的公里標(biāo)段，能夠通過圖像處理技術(shù)，得到離線火花發(fā)生的時間、頻次并統(tǒng)計出離線率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明受電弓動態(tài)檢測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。

如圖1所示，本實施例受電弓動態(tài)試驗測試系統(tǒng)，組成包括：高壓端數(shù)據(jù)采集裝置103、低壓端數(shù)據(jù)采集裝置205、和測試工作站207。

高壓端數(shù)據(jù)采集裝置103具有壓力傳感器101、加速度傳感器102，以及依次連接的第一信號轉(zhuǎn)接盒、IMC數(shù)據(jù)采集器、第一光纖收發(fā)器104和第二光纖收發(fā)器206，壓力傳感器101和加速度傳感器102的信號輸出端接入信號轉(zhuǎn)接盒；受電弓碳滑板的兩端與支撐弓板之間安裝壓力傳感器，用于檢測碳滑板上所承受的弓網(wǎng)之間的垂向力；加速度傳感器粘貼于受電弓碳滑板的下表面，用于檢測受電弓垂直方向的加速度。

低壓端數(shù)據(jù)采集裝置205具有激光位移測距儀201、速度傳感器202、電流傳感器203和紫外相機(jī)204，激光位移測距儀201和速度傳感器202的信號輸出端第二經(jīng)信號轉(zhuǎn)接盒連接測試工作站207的數(shù)據(jù)采集卡，電流傳感器203（電流傳感器為開環(huán)霍爾式電流傳感器）的信號輸出端經(jīng)第三信號轉(zhuǎn)接盒連接測試工作站207的數(shù)據(jù)采集卡，紫外相機(jī)204的信號輸出經(jīng)第四信號轉(zhuǎn)接盒連接測試工作站207的圖像采集卡；激光測距儀201安裝固定在車頂上，正對受電弓，用于檢測受電弓的動態(tài)高度；速度傳感器安裝于車輛的軸端，用于探測車輛運(yùn)行速度；電流傳感器203安裝在車頂，用于監(jiān)測受電弓主電纜的網(wǎng)流；紫外相機(jī)204安裝在車頂，紫外相機(jī)204的可視范圍包含受電弓的最低工作高度到最高工作高度，用于對弓網(wǎng)的接觸點(diǎn)進(jìn)行實時監(jiān)測錄像，測試工作站207對紫外相機(jī)204拍攝的視頻進(jìn)行處理，利用視頻圖像處理技術(shù)得到電弧反生的時間、地點(diǎn)、持續(xù)時間和電弧強(qiáng)度。

測試工作站207具有數(shù)據(jù)和圖像顯示單元208，以及數(shù)據(jù)和視頻文件記錄保存單元209。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。