本實用新型涉及鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路接觸網(wǎng)張力補償裝置監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

高速鐵路接觸網(wǎng)檢測的關(guān)鍵技術(shù)問題都由于“高速”而產(chǎn)生的。在高速運行過程中,弓網(wǎng)關(guān)系更加復(fù)雜，而一旦出現(xiàn)事故后果也會更加嚴重。我國鐵路運營部門對接觸網(wǎng)的檢測主要有兩種手段，一種是利用接觸網(wǎng)檢測車對接觸網(wǎng)的重要參數(shù)進行檢測，另一種是通過定期的人工巡檢。我國鐵路行車密度大,天窗時間短，這些現(xiàn)實情況客觀上限制了運營部門對所管理線路接觸網(wǎng)狀態(tài)的及時掌握。加強對接觸網(wǎng)的狀態(tài)在線監(jiān)測,及時掌握接觸網(wǎng)的運行狀況，對于及時發(fā)現(xiàn)和解決安全隱患，保障行車安全具有十分重要的意義。通過在線監(jiān)測，鐵路局可以及時掌握接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)，更加合理的安排檢修工作,同時也可以為接觸網(wǎng)設(shè)備從周期修到狀態(tài)修的轉(zhuǎn)變提供重要必要的數(shù)據(jù)支持。接觸網(wǎng)補償裝置是為了改善弓網(wǎng)受流條件，提高鐵路運營質(zhì)量的重要裝置。一旦補償裝置出現(xiàn)故障，會惡化機車受電弓與接觸網(wǎng)受流條件，對行車安全造成安全隱患。

目前鐵路局對接觸網(wǎng)補償裝置的檢測主要依靠人工巡檢方式。人工巡檢存在檢調(diào)周期長、工作量大以及檢測精度低等問題,不能適應(yīng)高速鐵路的運行要求。如果對接觸網(wǎng)補償裝置進行定點檢測，既可以實現(xiàn)對接觸網(wǎng)補償裝置狀態(tài)的實時監(jiān)測，也可以在補償裝置發(fā)生故障時及時發(fā)出報警信息，及時排除安全隱患,提高鐵路的安全運行水平。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種鐵路接觸網(wǎng)張力補償裝置監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)的信號傳輸效果較好，進而使得張力補償裝置的監(jiān)測效果更好。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種鐵路接觸網(wǎng)張力補償裝置監(jiān)測系統(tǒng)，包括外殼，外殼上安裝有電路板和電源，電源與電路板相連，電源用于給電路板供電，上述電路板上設(shè)有傳感器、信號采集處理模塊和無線傳輸模塊，上述傳感器與上述信號采集處理模塊相連，上述無線傳輸模塊與上述信號采集處理模塊相連；上述傳感器包括測距傳感器和溫度傳感器；上述信號采集處理模塊包括信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和MCU模塊，上述測距傳感器與溫度傳感器分別與上述信號調(diào)理電路相連，上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與上述信號調(diào)理電路相連，上述MCU模塊與上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連，上述MCU模塊與上述無線傳輸模塊相連。

優(yōu)選地，無線傳輸模塊為GPRS DTU無線傳輸模塊。

優(yōu)選地，電源包括太陽能供電模塊和電池供電模板。

本實用新型的工作原理為：

測距傳感器和溫度傳感器經(jīng)過信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路傳輸，進而使得信號傳輸?shù)脑胍舾。M而使得張力補償裝置的監(jiān)測效果更好。

傳感器，將接觸線和承力索補償裝置b值以及環(huán)境溫度信號轉(zhuǎn)換為弱電壓信號；信號采集處理模塊，對從傳感器輸出電壓信號進行數(shù)字化，在經(jīng)過運算處理得到監(jiān)測結(jié)果發(fā)送給無線傳輸模塊；無線傳輸模塊，接收監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)采集請求，將監(jiān)測數(shù)據(jù)打包保存通過一定的通訊協(xié)議上傳監(jiān)測中心。

電源，為監(jiān)測系統(tǒng)的各組成單元穩(wěn)定的供電。

傳感器包括測距傳感器和溫度傳感器，其中，測距傳感器置于補償墜砣的正下方，探頭向上測量b值大??；溫度傳感器對環(huán)境溫度進行測量。

信號采集處理模塊包括信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和MCU模塊，其中信號調(diào)理電路用于將傳感器單元輸出電壓信號調(diào)理成所需的電壓等級；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以固定頻率連續(xù)從信號調(diào)理電路輸出采集若干個電壓信號，構(gòu)成等時間間隔的數(shù)字序列；MCU模塊對數(shù)字序列進行分析處理，并將結(jié)果發(fā)送給無線傳輸模塊。

電源采用“太陽能+蓄電池”的模式為系統(tǒng)供電。

無線傳輸模塊采用GPRS DTU無線傳輸模塊，利用公用的GPRS網(wǎng)絡(luò)為用戶提供無線長距離數(shù)據(jù)傳輸功能。

本實用新型的有益效果為：

測距傳感器和溫度傳感器經(jīng)過信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路傳輸，進而使得信號傳輸?shù)脑胍舾?，進而使得張力補償裝置的監(jiān)測效果更好。電源供電單元采用 “太陽能+蓄電池” 的模式為系統(tǒng)供電。通過這種電源模式，解決了監(jiān)測系統(tǒng)在野外的取電問題。電源在陽光充足的時候，產(chǎn)生穩(wěn)定的供電電壓，同時可以將多余的太陽能轉(zhuǎn)換為電能存儲入蓄電池中，當夜晚或者陰雨天氣的時候，電源供電單元自動從蓄電池中提取電能進行供電。

附圖說明

圖1是本實用新型的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

本實用新型具體實施的技術(shù)方案是：

如圖1所示，一種鐵路接觸網(wǎng)張力補償裝置監(jiān)測系統(tǒng)，包括外殼，外殼上安裝有電路板和電源，電源與電路板相連，電源用于給電路板供電，電路板上設(shè)有傳感器、信號采集處理模塊和無線傳輸模塊，傳感器與信號采集處理模塊相連，無線傳輸模塊與信號采集處理模塊相連。

傳感器包括測距傳感器和溫度傳感器。

上述信號采集處理模塊包括信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和MCU模塊，上述測距傳感器與溫度傳感器分別與上述信號調(diào)理電路相連，上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與上述信號調(diào)理電路相連，上述MCU模塊與上述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連，上述MCU模塊與上述無線傳輸模塊相連。

無線傳輸模塊為GPRS DTU無線傳輸模塊。

電源包括太陽能供電模塊和電池供電模板。

測距傳感器和溫度傳感器經(jīng)過信號調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路傳輸，進而使得信號傳輸?shù)脑胍舾。M而使得張力補償裝置的監(jiān)測效果更好。

本實用新型包括傳感器、信號采集處理模塊以及無線傳輸模塊三部分。三部分在電路板上通過線纜連接在一起，來完成信號的采集、獲取、處理和通信。其中，傳感器負責(zé)將接觸線和承力索補償裝置b值以及環(huán)境溫度信號轉(zhuǎn)換為弱電壓信號；信號采集處理模塊，對從傳感器輸出電壓信號進行調(diào)數(shù)字化，在經(jīng)過運算處理得到監(jiān)測結(jié)果發(fā)送給無線傳輸模塊；無線傳輸模塊，接收監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)采集請求，將監(jiān)測數(shù)據(jù)打包保存通過一定的通訊協(xié)議上傳監(jiān)測中心。

下面對各單元進行詳細介紹。

傳感器包括測距傳感器和溫度傳感器。其中，測距傳感器選取超聲波傳感器；該傳感器通過發(fā)射反射波信號于反饋信號的時間差得到距離信號。溫度傳感器采用單線數(shù)字溫度傳感器芯片（本案例實施采用DS18B20）。

信號采集處理模塊包括信號調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及MCU模塊（本案例實施采用C8051F020）,其中信號調(diào)理電路用于將傳感器輸出的信號調(diào)理成所需的電壓等級，及將電壓信號從0-5V衰減到0-2V。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以固定頻率先從信號調(diào)理電路連續(xù)采集電壓信號，構(gòu)成等時間間隔的數(shù)字序列。MCU模塊對數(shù)字序列進行分析處理，并將結(jié)果發(fā)送給無線傳輸模塊。

無線傳輸模塊核心是傳輸模塊。本實用新型選擇廈門四信公司型號為GPRS IP MODEM F2103的GPRS DTU作為傳輸模塊。GPRS IP MODEM F2103是一種物聯(lián)網(wǎng)無線數(shù)據(jù)終端，利用公用GPRS網(wǎng)絡(luò)為用戶提供無線長距離數(shù)掘傳輸功能。該模塊采用高性能的工業(yè)級16/32位通信處理器和工業(yè)級無線模塊，以嵌入式實時操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺，同時提供RS232和RS485 (或RS422)接口，可直接連接串口設(shè)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能。

信號調(diào)理電路包括無源低通濾波電路、隔離電路和比例電路組成。兩端加入無源低通濾波器，對輸入工頻信號及其諧波信號進行處理；比例電路將待測信號轉(zhuǎn)換成0-2V電壓信號；兩端隔離電路是一個電壓跟隨器，所起的作用是在模數(shù)轉(zhuǎn)換電路兩側(cè)增加一級緩沖，并增大待測信號的驅(qū)動能力。

待測電壓信號經(jīng)過信號調(diào)理電路后，進入高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在MCU模塊的控制下，對輸入的待測電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將結(jié)果返回給MCU模塊。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。