專利名稱：便攜式導線磨耗帶電遙測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種測試裝置，特別是一種便攜式導線磨耗帶電遙測儀。
帶電檢測導線磨耗是電氣化鐵道長期未能解決的重要課題，也是接觸網(wǎng)系統(tǒng)各檢測項目中的難點。經鐵道部科學技術信息部門科技查新了解到，目前國內外在這方面的發(fā)展狀況主要有以下二種檢測方式1、檢測車測量主要以進口為主，我國在這一方面起步較晚，技術上尚不成熟，仍在試驗室階段，距實際應用還存在一定的差距，由于國外引進的檢測車導線磨耗測量設備價格昂貴，構造復雜，難以普及推廣應用；2、人工用卡尺測量目前我國主要采用此種方法，但由于勞動強度大、檢測周期長，采集數(shù)據(jù)少，不能完全反映導線的磨耗情況，難以適應電氣化鐵道高速發(fā)展的需要。
本實用新型的目的在于設計一種便攜式導線磨耗帶電遙測儀、它是集光、電、機綜合性技術而構成，能夠以高壓帶電非接觸測量導線磨耗，是一種不受時間、地段、地區(qū)的限制，可任意安排測量，安全可靠，操作簡單的檢測裝置。
本實用新型的技術方案一種便攜式導線磨耗帶電遙測儀，其特征在于它是由光學結構、電路結構及機械結構所組成；所說的光學結構包括照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，是由光源、光欄、物鏡I、反射鏡I、反射鏡II、物鏡II及CCD光電轉換器件所構成，其中光源、光欄與物鏡I構成平行光源，在其平行光路上設置反射鏡I，反射鏡I與平行光路成45°夾角，反射鏡II與反射鏡I相對被測物呈軸對稱，反射鏡II反射出的平行光路依物鏡II成像于CCD光電轉換器件；所說的電路結構是由發(fā)射部分和接收部分所組成，發(fā)射部分包括CCD驅動電路、特征信息處理電路、調制發(fā)射電路及穩(wěn)功率電源與總電源，CCD驅動電路的輸出端接特征信息處理電路，特征信息處理電路的輸出端接調制發(fā)射電路，總電源分別接至穩(wěn)功率電源、CCD驅動電路、特征信息處理電路及調制發(fā)射電路，穩(wěn)功率電源的輸出端接光學部分的照明系統(tǒng)，接收部分包括紅外接收電路、光電轉換電路、解調電路、單片機、數(shù)字顯示電路、電源及鍵盤，紅外接收電路的輸出端接光電轉換電路，光電轉換電路的輸出端接解調電路，解調電路的輸出端接單片機，單片機的輸出端接數(shù)字顯示電路，電源分別接至紅外接收電路、光電轉換電路、解調電路、單片機及數(shù)字顯示電路，鍵盤的輸入端接單片機；所說的機械結構包括手持式機箱外殼，機箱上有夾放被測導線的溝槽，溝槽兩側為光學結構中成像系統(tǒng)的二反射鏡。
上述所說的電路結構中發(fā)射部分的特征信息處理電路是由二值化電路及反相器所構成，二值化電路的輸出端接反相器的輸入端。
上述所說的電路結構中發(fā)射部分的調制發(fā)射電路是由調制電路、振蕩器、驅動電路、紅外發(fā)射電路所構成，振蕩器及特征信息處理電路的輸出端并聯(lián)接于調制電路的輸入端，調制電路的輸出端接驅動電路，驅動電路的輸出端接紅外發(fā)射電路。
本實用新型的工作原理及使用方法(一)工作原理該儀器取樣是靠光學系統(tǒng)完成的。光學系統(tǒng)的作用是將被測導線成像在CCD光敏面上。照明光學系統(tǒng)產生一束均勻的平行光，使被測物獲得均勻的照明，由于被測物為圓柱體、照明界面有漫反射，會造成邊界不清而影響成像質量。本裝置采用了效果較好的柯拉照明方式，有效地克服了雜光干擾，保證了照明效果。成像光學系統(tǒng)使被測物的影象十分清晰的成像在CCD光敏面上，根據(jù)需要設計光學系統(tǒng)放大倍數(shù)，以便使被測物的像能與CCD固定的尺寸相匹配，并保證需要的分辨率和照度。為了消除調焦誤差對測量結果的影響，成像物鏡采用物方遠心光路，大大提高了測量精度。CCD陣列是系統(tǒng)的敏感元件，配合光學系統(tǒng)可被被測物的尺寸變成一定寬度的脈沖信號，由于被測物與背景在光強上強烈變化，反映在CCD視頻信號中所對應的圖象尺寸邊界處會有明顯的急劇的電平變化，通過二值化處理把CCD視頻信號中圖象尺寸部分與背景部分分離成二值電平，方法是采用電壓比較器，形成具有一定寬度的脈沖信號，該脈沖寬度對應被測對象的尺寸大小。將經過二值化電路處理，攜帶特征信息的信號調制到發(fā)射機的載頻上發(fā)射出去。地面的接收機由光敏器件將接收到的光信號轉換為電信號，經過解調、恢復原來的信息，最后由單片機計算出導線的高度及磨耗百分比，直接由顯示器以數(shù)字的形式顯示出來。
(二)使用方法1、首先將裝置與絕緣桿連接牢固，按下電源開關，指示燈亮，將其掛在被測導線上，要輕握絕緣桿，使其自然下垂，然后將接收機的電源打開，應顯示HELP。2、按型號鍵顯示H110(或H120等)，表示被測接觸線的截面規(guī)格型號，將接收機的紅外接收孔對準發(fā)射頭，按住尺寸鍵顯示四位數(shù)字，表示被測接觸線的高度，單位為百分之一毫米；在顯示數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定的情況下，輕握絕緣桿，使其在垂直于導線的方向慢慢轉動，顯示數(shù)據(jù)有所變化，說明導線有偏磨，此時松開尺寸鍵，自動顯示被測接觸線的最小殘留高度(此時顯示的最小數(shù)值表示自尺寸鍵按下至抬起期間的最小值)。3、按％鍵顯示Pxxx，表示接觸線磨耗的百分數(shù)，單位為千分之一。4、當顯示8888或----時，表示測量結果超出測量范圍，將裝置向前后移動一下位置，不要使裝置測頭緊靠在吊弦上，尋找最佳位置再測，若仍不正常，則說明導線上有附著物或儀器工作不正常。5、當接收機顯示L---，測頭指示燈不亮時表示各自的電池欠壓，應該充電；也可以用萬用表測量電壓的方法來判斷電池是否需要充電。
本實用新型的優(yōu)越性及技術效果1、高壓帶電非接觸測試導線磨線，安全可靠，不受時間、地段、地區(qū)的限制，利用列車運行的間隔做好行車防護，可以任意安排；2、本產品集光成像與CCD圖象處理、紅外數(shù)據(jù)傳輸、單片機等多項高新技術于一體，具有測試精度高，抗干擾能力強，功耗低，整機重量輕，便于攜帶，操作簡單，顯示直觀等優(yōu)點；3、采用線陣CCD技術測量接觸線殘高，避開了測接觸線殘面所帶來得諸多不利因素，使測試簡便準確；4、有較高的性能價格比，符合我國國情，特別適用于運營單位，容易推廣應用；5、該測儀比人工檢測的方法節(jié)約了人力物力，比檢測車檢測的方法節(jié)約了大量的資金，為接觸網(wǎng)檢修從原來的周期修改為狀態(tài)修改提供可靠的第一手數(shù)據(jù)，這樣即保證了接觸網(wǎng)的安全運行，又節(jié)約了大量的檢修費用和維護人員；6、在豐潤供電段通過半年多的現(xiàn)場試用，測量了1450個點，平均誤差為0.023毫米，儀器達到安全、可靠、輕便、價廉、操作方便，符合高壓帶電測量的設計要求，其可靠性、重復性、精度等均已達到技術要求，本儀器的研制成功，對我國鐵路事業(yè)具有重大的經濟意義和社會意義。
以下結合附圖及實施例說明本技術。


圖1為本實用新型所涉便攜式導線磨耗帶電遙測儀的光學結構示意圖。
圖2為本實用新型所涉便攜式導線磨耗帶電遙測儀的電路結構原理框圖(其中圖2-a為發(fā)射部分原理框圖；圖2-b為接收部分原理框圖；圖2-c為發(fā)射部分的調制電路原理框圖；圖2-d為發(fā)射部分的特征信息處理電路的原理框圖)。
圖3為本實用新型所涉便攜式導線磨耗帶電遙測儀的機械結構示意圖。
其中1為光源，2為光欄，3為物鏡I，4為反射鏡I，5為被測物，6為反射鏡II，7為物鏡II，8為CCD器件(光電轉換裝置)，9為箱體，10為手柄，11為溝槽，12為導線，13為電源，14為平面反射鏡。
實施例一種便攜式導線磨耗帶電遙測儀(見圖1-3)，其特征在于它是由光學結構、電路結構及機械結構所組成；所說的光學結構(見圖1)包括照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，是由光源1、光欄2、物鏡I3、反射鏡I4、反射鏡II6、物鏡II7及CCD光電轉換器件8所構成，其中光源1、光欄2與物鏡I3構成平行光源，在其平行光路上設置反射鏡I4，反射鏡I4與平行光路成45°夾角，反射鏡II6與反射鏡I4相對被測物5呈軸對稱，反射鏡II6反射出的平行光路依物鏡II7成像于CCD光電轉換器件8；所說的電路結構是由發(fā)射部分和接收部分所組成、發(fā)射部分(見圖2-a)包括CCD驅動電路、特征信息處理電路、調制發(fā)射電路及穩(wěn)功率電源與總電源、CCD驅動電路的輸出端接特征信息處理電路，特征信息處理電路的輸出端接調制發(fā)射電路，總電源分別接至穩(wěn)功率電源、CCD驅動電路、特征信息處理電路及調制發(fā)射電路，穩(wěn)功率電源的輸出端接光學部分的照明系統(tǒng)，接收部分(見圖2-b)包括紅外接收電路、光電轉換電路、解調電路、單片機、數(shù)字顯示電路、電源及鍵盤，紅外接收電路的輸出端接光電轉換電路，光電轉換電路的輸出端接解調電路，解調電路的輸出端接單片機，單片機的輸出端接數(shù)字顯示電路，電源分別接至紅外接收電路、光電轉換電路、解調電路、單片機及數(shù)字顯示電路，鍵盤的輸入端接單片機；所說的機械結構(見圖3)包括手持式機箱外殼9與手柄10，機箱上有夾放被測導電的溝槽11，溝槽11兩側為光學結構中成像系統(tǒng)的二反射鏡14。
上述所說的電路結構中發(fā)射部分的特征信息處理電路(見圖2-a與圖2-d)是由二值化電路及反相器所構成，二值化電路的輸出端接反相器的輸入端。
上述所說的電路結構中發(fā)射部分的調制發(fā)射電路(見圖2-a與圖2-c)是由調制電路、振蕩器、驅動電路、紅外發(fā)射電路所構成，振蕩器及特征信息處理電路的輸出端并聯(lián)接于調制電路的輸入端，調制電路的輸出端接驅動電路，驅動電路的輸出端接紅外發(fā)射電路。
電路結構中所使用的各功能電路均為常規(guī)的功能電路。
權利要求1.一種便攜式導線磨耗帶電遙測儀，其特征在于它是由光學結構、電路結構及機械結構所組成；所說的光學結構包括照明系統(tǒng)與成像系統(tǒng)，是由光源、光欄、物鏡I、反射鏡I、反射鏡II、物鏡II及CCD光電轉換器件所構成，其中光源、光欄與物鏡I構成平行光源，在其平行光路上設置反射鏡I，反射鏡I與平行光路成45°夾角，反射鏡II與反射鏡I相對被測物呈軸對稱，反射鏡II反射出的平行光路依物鏡II成像于CCD光電轉換器件；所說的電路結構是由發(fā)射部分和接收部分所組成，發(fā)射部分包括CCD驅動電路、特征信息處理電路、調制發(fā)射電路及穩(wěn)功率電源與總電源，CCD驅動電路的輸出端接特征信息處理電路，特征信息處理電路的輸出端接調制發(fā)射電路，總電源分別接至穩(wěn)功率電源、CCD驅動電路、特征信息處理電路及調制發(fā)射電路，穩(wěn)功率電源的輸出端接光學部分的照明系統(tǒng)，接收部分包括紅外接收電路、光電轉換電路、解調電路、單片機、數(shù)字顯示電路、電源及鍵盤，紅外接收電路的輸出端接光電轉換電路，光電轉換電路的輸出端接解調電路，解調電路的輸出端接單片機，單片機的輸出端接數(shù)字顯示電路，電源分別接至紅外接收電路、光電轉換電路、解調電路、單片機及數(shù)字顯示電路，鍵盤的輸入端接單片機；所說的機械結構包括手持式機箱外殼，機箱上有夾放被測導電的溝槽，溝槽兩側為光學結構中成像系統(tǒng)的二反射鏡。
2.由權利要求1所說的便攜式導線磨耗帶電遙測儀，其特征在于所說的電路結構中發(fā)射部分的特征信息處理電路是由二值化電路及反相器所構成，二值化電路的輸出端接反相器的輸入端。
3.由權利要求1所說的便攜式導線磨耗帶電遙測儀，其特征在于所說的電路結構中發(fā)射部分的調制發(fā)射電路是由調制電路、振蕩器、驅動電路、紅外發(fā)射電路所構成，振蕩器及特征信息處理電路的輸出端并聯(lián)接于調制電路的輸入端，調制電路的輸出端接驅動電路，驅動電路的輸出端接紅外發(fā)射電路。
專利摘要本實用新型是專為電氣化鐵道接觸網(wǎng)導線磨耗測量而設計的。它可以高壓帶電非接觸測量導線磨耗,不受時間、地段、地區(qū)的限制,利用列車運行的間隔做好行車防護,可以任意安排測量,安全可靠。本實用新型是集光、機、電、單片機、CCD成像、紅外數(shù)據(jù)通訊為一體的綜合性高新技術產品。具有測量精度高、抗干擾能力強、功耗低、整機重量輕便于攜帶、操作簡單顯示直觀等優(yōu)點。解決了長期以來,必須停電手工測量帶來的一系列問題。
文檔編號G01B11/08GK2404097SQ99244590
公開日2000年11月1日 申請日期1999年9月17日 優(yōu)先權日1999年9月17日
發(fā)明者徐立德, 李桂芹 申請人:徐立德, 李桂芹