本實用新型涉及到地鐵、城軌以及電氣化鐵路軌道交通安全檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到檢測軌道交通中的雜散電流監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)：

地鐵、城軌以及電氣化鐵路運行時候，一般采用直流供電方式為機車提供牽引所需電能，利用鋼軌作為返回線，非常容易產(chǎn)生雜散電流。雜散電流是一種有害的電流，會對軌道附近的地下金屬體，如建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋、水管、煤氣管道、通信電纜等造成電化學(xué)腐蝕，產(chǎn)生安全影響。地鐵雜散電流的監(jiān)測是通過監(jiān)測結(jié)構(gòu)鋼筋的極化電位、牽引鋼軌對結(jié)構(gòu)鋼筋的電位等綜合分析得到的。傳統(tǒng)的方法是在地鐵建設(shè)過程中，事先在地鐵隧道區(qū)間內(nèi)埋好參比電極，并從結(jié)構(gòu)鋼筋引出測量端子，在一定時間內(nèi)，人工操作接好導(dǎo)線進行測量記錄。由于雜散電流對金屬的腐蝕是累積效應(yīng)，現(xiàn)場臨時布線不能反映地鐵全部運營時間雜散電流情況；并且由于是局部測量，測量的結(jié)果不能反映整個地鐵線路雜散電流分布情況。

針對此技術(shù)不足，雖然有人提出過自動持續(xù)監(jiān)測的雜散電流智能傳感器，但是現(xiàn)有的雜散電流智能傳感器1）、只測試2路電壓：1路鋼軌-結(jié)構(gòu)鋼電壓和1路結(jié)構(gòu)鋼極化電壓。測量的參數(shù)較少，無法全面地精確地反應(yīng)雜散電流現(xiàn)場情況。2）需要外部電源，一般采用AC220或DC+110V，因而現(xiàn)場需要多增加2條電源總線。增加成本，并是設(shè)備一直24小時工作，影響裝置壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

綜上所述，本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有的雜散電流智能傳感器存在無法全面地精確地反應(yīng)雜散電流現(xiàn)場情況，以及24小時工作，壽命短的技術(shù)不足，而提出雜散電流智能傳感器。

為解決本實用新型所提出的技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案為：

雜散電流智能傳感器，其特征在于所述傳感器包括有：

軌道鋼軌輸入端，用于連接軌道鋼軌，采集軌道鋼軌處的電位；

道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端，用于連接道床結(jié)構(gòu)鋼，采集道床結(jié)構(gòu)鋼處的電位；

隧道結(jié)構(gòu)鋼輸入端，用于連接隧道結(jié)構(gòu)鋼，采集隧道結(jié)構(gòu)鋼處的電位；

參比電極輸入端，用于連接道床上預(yù)埋的參比電極處的電位；

所述的軌道鋼軌輸入端和道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端上連接有用于將軌道鋼軌與道床結(jié)構(gòu)鋼之間的電壓降壓轉(zhuǎn)換成所述傳感器工作所需電源的電源轉(zhuǎn)換模塊；

所述的軌道鋼軌輸入端和道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第一模擬量采集模塊；

所述的軌道鋼軌輸入端和隧道結(jié)構(gòu)鋼輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第二模擬量采集模塊；

所述的道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端和參比電極輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第四模擬量采集模塊；

所述的隧道結(jié)構(gòu)鋼輸入端和參比電極輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第五模擬量采集模塊；

其中第一模擬量采集模塊、第二模擬量采集模塊、第四模擬量采集模塊及第五模擬量采集模塊的輸出端分別與中央處理模塊的其中一個模擬輸入通道相連接，中央處理模塊還連接有一個用于與上位機通訊的通訊模塊。

所述傳感器還包括有：

備用輸入端，用于連接隧道內(nèi)管道或隧道旁建筑物鋼筋，采集隧道內(nèi)管道或隧道旁建筑物鋼筋處的電位；

所述的軌道鋼軌輸入端和備用輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第三模擬量采集模塊；

所述的備用輸入端和參比電極輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第六模擬量采集模塊；

第三模擬量采集模塊和第六模擬量采集模塊的輸出端分別與中央處理模塊的其中一個模擬輸入通道相連接。

所述第一模擬量采集模塊、第二模擬量采集模塊、第三模擬量采集模塊、第四模擬量采集模塊、第五模擬量采集模塊及第六模擬量采集模塊均由差分輸入運算放大電路和高頻濾波電路構(gòu)成。

所述的電源轉(zhuǎn)換模塊降壓輸出5V穩(wěn)定直流給各模擬量采集模塊、中央處理模塊和通訊模塊。

所述的中央處理模塊采用型號為：dsPIC30F6014A的工業(yè)級的DSP處理芯片。

所述的通訊模塊包括有RS-485通訊模塊和CAN通訊模塊。

所述的中央處理模塊還連接有按鍵及顯示模塊。

所述的第一模擬量采集模塊、第二模擬量采集模塊和第三模擬量采集模塊的電壓采集范圍為：±200VDC；第四模擬量采集模塊、第五模擬量采集模塊及第六模擬量采集模塊的±5VDC。

本實用新型的有益效果為：本實用新型采用多路電壓采集，最多可以達到六路的電壓采集信號，每路采集信號，精度可達：0.2%，可以全方位地反應(yīng)現(xiàn)場情況，避免原有裝置單一地對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行測量，同時，本裝置兼顧了附件建筑物、管道等測量，可以有效反應(yīng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)。另外，無需外接電源，裝置可以省略2條電源總線，大大減少現(xiàn)場施工量。同時，裝置只有在列車產(chǎn)生雜散電流的時候，才會開始工作，因而避免了原有裝置及技術(shù)需要24小時工作的狀況，大大提高了裝置的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型的總的原理方框示意圖；

圖2為本實用新型的模擬量采集模塊內(nèi)部原理方框圖；

圖3為本實用新型的通訊模塊內(nèi)部原理方框圖；

圖4為本實用新型的電源轉(zhuǎn)換模塊的電路原理示意圖；

圖5為本實用新型的模擬量采集模塊電路原理示意圖；

圖6為本實用新型的中央處理模塊電路原理示意圖；

圖7為本實用新型的通訊模塊電路原理示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和本實用新型優(yōu)選的具體實施例對實用新型作進一步地說明。

參照圖1至圖7中所示，本實用新型的雜散電流智能傳感器，最多可以包含有5個模擬量采集輸入端，也即分別為：軌道鋼軌輸入端、道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端、隧道結(jié)構(gòu)鋼輸入端、備用輸入端及參比電極輸入端；

軌道鋼軌輸入端，用于連接軌道鋼軌，采集軌道鋼軌處的電位；

道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端，用于連接道床結(jié)構(gòu)鋼，采集道床結(jié)構(gòu)鋼處的電位；

隧道結(jié)構(gòu)鋼輸入端，用于連接隧道結(jié)構(gòu)鋼，采集隧道結(jié)構(gòu)鋼處的電位；

備用輸入端，用于連接隧道內(nèi)管道或隧道旁建筑物鋼筋，采集隧道內(nèi)管道或隧道旁建筑物鋼筋處的電位；正常情況下，備用輸入端可以不需要使用，當(dāng)需要采集隧道內(nèi)管道或隧道旁建筑物鋼筋的電位時候，可以啟用備用通道，進行數(shù)據(jù)采集；

參比電極輸入端，用于連接道床上預(yù)埋的參比電極處的電位。

上述的這5個模擬量采集輸入端可以實現(xiàn)6路電壓信號檢測，6路電壓信號分別為：

1、軌道鋼軌對道床結(jié)構(gòu)鋼的電壓U_RB；

2、軌道鋼軌對隧道結(jié)構(gòu)鋼的電壓U_RT；

3、軌道鋼軌對隧道內(nèi)管道或隧道旁建筑物鋼筋的電壓U_RX；

4、道床結(jié)構(gòu)鋼對參比電極的電壓U_BE；

5、隧道結(jié)構(gòu)鋼對參比電極的電壓U_TE；

6、隧道內(nèi)管道或隧道旁建筑物鋼筋對對參比電極的電壓U_XE。

為了實現(xiàn)將上述6路電壓信號分別提供給中央處理模塊的模擬輸入通道，每一路電壓信號分別經(jīng)一個模擬量采集模塊進行分壓、濾波及運算放大器跟隨后，接入到中央處理模塊的模擬輸入通道。

具體結(jié)構(gòu)為：

所述的軌道鋼軌輸入端和道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第一模擬量采集模塊；

所述的軌道鋼軌輸入端和隧道結(jié)構(gòu)鋼輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第二模擬量采集模塊；

所述的軌道鋼軌輸入端和備用輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第三模擬量采集模塊；

所述的道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端和參比電極輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第四模擬量采集模塊；

所述的隧道結(jié)構(gòu)鋼輸入端和參比電極輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第五模擬量采集模塊；

所述的備用輸入端和參比電極輸入端上連接有用于電壓模擬量采集的第六模擬量采集模塊；

其中第一模擬量采集模塊、第二模擬量采集模塊、第三模擬量采集模塊、第四模擬量采集模塊、第五模擬量采集模塊及第六模擬量采集模塊的輸出端分別與中央處理模塊的其中一個模擬輸入通道相連接，中央處理模塊還連接有一個用于與上位機通訊的通訊模塊。

第一模擬量采集模塊、第二模擬量采集模塊、第三模擬量采集模塊、第四模擬量采集模塊、第五模擬量采集模塊及第六模擬量采集模塊均由差分輸入運算放大電路和高頻濾波電路構(gòu)成。中央處理模塊采用型號為：dsPIC30F6014A的工業(yè)級的DSP處理芯片。通訊模塊包括有RS-485通訊模塊和CAN通訊模塊。所述的中央處理模塊還連接有按鍵及顯示模塊。

為了提升本實用新型的使用壽命，避免本實用新型出現(xiàn)24小時工作，影響裝置壽命，達到列車運行，并產(chǎn)生雜散電流時，本實用新型才上電，并采集數(shù)據(jù)的目的，本實用新型所述的軌道鋼軌輸入端和道床結(jié)構(gòu)鋼輸入端上連接有用于將軌道鋼軌與道床結(jié)構(gòu)鋼之間的電壓降壓轉(zhuǎn)換成所述傳感器工作所需電源的電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊降壓輸出5V穩(wěn)定直流給各模擬量采集模塊、中央處理模塊和通訊模塊。也即采用采集的軌道鋼軌與道床結(jié)構(gòu)鋼之間的電壓信號作為本實用新型工作所需的電源，當(dāng)列車不運行時，本實用新型不工作。無需增加外接電源供電，傳感器冷備用，降低成本，提升產(chǎn)品可靠性。

本實用新型的第一模擬量采集模塊、第二模擬量采集模塊和第三模擬量采集模塊的電壓采集范圍為：±200VDC，精度：0.2%；第四模擬量采集模塊、第五模擬量采集模塊及第六模擬量采集模塊的±5VDC，精度：0.2%。

工作過程中，中央處理模塊對各路電壓采集信號定期處理后，通過通訊模塊上報至上位機，例如：將30分鐘內(nèi)的6路電壓信號的電壓正向最大值、電壓負向最大值上報至上位機，為上位機提供監(jiān)測數(shù)據(jù)。