受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng),主要包括高壓端數(shù)據(jù)采集裝置、低壓端數(shù)據(jù)采集裝置和測(cè)試工作站。該系統(tǒng)可以根據(jù)受電弓工作狀態(tài)，全面監(jiān)測(cè)受電弓的各項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、光纖通訊技術(shù)，將整個(gè)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(shí)間和燃弧率等指標(biāo)，同時(shí)對(duì)受電弓的硬點(diǎn)、弓板動(dòng)態(tài)高度曲線、弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸壓力進(jìn)行測(cè)量，并能根據(jù)系統(tǒng)測(cè)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。

Pantograph dynamic test system

The invention relates to a pantograph dynamic test system, which mainly comprises a high voltage terminal data acquisition device, a low voltage terminal data acquisition device and a test work station. The system can monitor all the indexes of pantograph according to the working state of pantograph. Combining the digital image processing technology, testing technology and optical fiber communication technology, the whole system is organically integrated. Not only can accurately draw the arcing time and arcing rate, at the same time to measure the hard points and pantograph bow plate dynamic height curve, contact pressure, and according to the system test information obtained kilometer anomaly location, easy to adjust the subsequent catenary.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種主要針對(duì)高速列車的受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前關(guān)于受電弓的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)試的主要方案是針對(duì)需要檢測(cè)的每一個(gè)項(xiàng)點(diǎn)分別進(jìn)行檢測(cè)，沒有將各個(gè)檢測(cè)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)，中國技術(shù)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(cè)試設(shè)備”，采用高壓側(cè)與低壓側(cè)相結(jié)合，接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸力、硬點(diǎn)、拉弧檢測(cè)、受電弓的動(dòng)態(tài)高度測(cè)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(hào)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(hào)和網(wǎng)流信號(hào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)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(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)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(cè)受電弓的各項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、光纖通訊技術(shù)，將整個(gè)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(shí)間和燃弧率等指標(biāo)，同時(shí)對(duì)受電弓的硬點(diǎn)、弓板動(dòng)態(tài)高度曲線、弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸壓力進(jìn)行測(cè)量，并能根據(jù)系統(tǒng)測(cè)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，本專利技術(shù)的一種受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)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(cè)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(hào)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(hào)輸出端接入信號(hào)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(cè)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(cè)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(cè)距儀、速度傳感器、電流傳感器和紫外相機(jī)，激光位移測(cè)距儀和速度傳感器的信號(hào)輸出端第二經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站的數(shù)據(jù)采集卡，電流傳感器的信號(hào)輸出端經(jīng)第三信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接數(shù)據(jù)采集卡，紫外相機(jī)的信號(hào)輸出經(jīng)第四信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站的圖像采集卡；激光測(cè)距儀安裝固定在車頂上，正對(duì)受電弓，用于檢測(cè)受電弓的動(dòng)態(tài)高度；速度傳感器安裝于車輛的軸端，用于探測(cè)車輛運(yùn)行速度；電流傳感器安裝在車頂，用于監(jiān)測(cè)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(duì)弓網(wǎng)的接觸點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錄像，測(cè)試工作站對(duì)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(shí)間、地點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間和電弧強(qiáng)度。本專利技術(shù)還具有一下進(jìn)一步的特征1、所述第一信號(hào)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(cè)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。本專利技術(shù)測(cè)試系統(tǒng)的高壓端測(cè)試單元包括弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸力測(cè)試、硬點(diǎn)測(cè)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(cè)試工作站中。高壓端以輕量化的鋰電池為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了電源供電模塊，對(duì)高壓端的硬件設(shè)備供電。低壓端測(cè)試包括離線火花測(cè)試、受電弓滑板動(dòng)態(tài)高度測(cè)試、網(wǎng)流監(jiān)測(cè)、機(jī)車帶受電弓的車輛速度探測(cè)。用于獲取離線火花發(fā)生的時(shí)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(gè)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(dòng)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(cè)。生成的工程應(yīng)用文件，可以針對(duì)不同工況下的受電弓視頻圖像進(jìn)行拉弧檢測(cè)。在檢測(cè)手段上，設(shè)計(jì)了自由選擇監(jiān)測(cè)區(qū)域的模式，使試驗(yàn)人員的操作更加方便快捷，并有利于排除試驗(yàn)中的干擾。試驗(yàn)結(jié)果上，可以直接得出拉弧產(chǎn)生的次數(shù)、持續(xù)時(shí)間和產(chǎn)生的時(shí)間并統(tǒng)計(jì)出燃弧率。本專利技術(shù)受電弓狀態(tài)測(cè)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(cè)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(huì)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(cè)試技術(shù)、光纖通訊技術(shù)和高級(jí)程序語言編程，將整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)的整合在一起，在數(shù)據(jù)采集階段，將各個(gè)不同測(cè)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(gè)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(duì)工裝設(shè)計(jì)進(jìn)行了合理的規(guī)劃，讓整套系統(tǒng)實(shí)用性更強(qiáng)，操作更為簡(jiǎn)單。并充分考慮到了不同測(cè)點(diǎn)所需設(shè)備的差異，設(shè)計(jì)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(duì)于拉弧檢測(cè)，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(cè)的圖像程序，可以從試驗(yàn)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(shí)間和產(chǎn)生的時(shí)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(tái)，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(jì)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(duì)測(cè)試系統(tǒng)的控制。6）、在功能實(shí)現(xiàn)上，本檢測(cè)系統(tǒng)具有弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)接觸壓力、硬點(diǎn)沖擊檢測(cè)，接觸線動(dòng)態(tài)高度、網(wǎng)流監(jiān)測(cè)、速度探測(cè)、公里標(biāo)信息的顯示、離線火花的檢測(cè)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(dòng)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(shí)間、頻次并統(tǒng)計(jì)出離線率。附圖說明圖1為本專利技術(shù)受電弓動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本專利技術(shù)不限于所給出的例子。如圖1所示，本實(shí)施例受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)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(cè)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(hào)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(hào)輸出端接入信號(hào)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)距儀201和速度傳感器202的信號(hào)輸出端第二經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)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(hào)輸出端經(jīng)第三信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站207的數(shù)據(jù)采集卡，紫外相機(jī)204的信號(hào)輸出經(jīng)第四信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站207的圖像采集卡；激光測(cè)距儀201安裝固定在車頂上，正對(duì)受電弓，用于檢測(cè)受電弓的動(dòng)態(tài)高度；速度傳感器安裝于車輛的軸端，用于探測(cè)車輛運(yùn)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)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(cè)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(hào)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(hào)輸出端接入信號(hào)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(cè)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(cè)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(cè)距儀、速度傳感器、電流傳感器和紫外相機(jī)，激光位移測(cè)距儀和速度傳感器的信號(hào)輸出端第二經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站的數(shù)據(jù)采集卡，電流傳感器的信號(hào)輸出端經(jīng)第三信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接數(shù)據(jù)采集卡，紫外相機(jī)的信號(hào)輸出經(jīng)第四信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站的圖像采集卡；激光測(cè)距儀安裝固定在車頂上，正對(duì)受電弓，用于檢測(cè)受電弓的動(dòng)態(tài)高度；速度傳感器安裝于車輛的軸端，用于探測(cè)車輛運(yùn)行速度；電流傳感器安裝在車頂，用于監(jiān)測(cè)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(duì)弓網(wǎng)的接觸點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)錄像，測(cè)試工作站對(duì)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(shí)間、地點(diǎn)、持續(xù)時(shí)間和電弧強(qiáng)度。...

【技術(shù)特征摘要】
1.受電弓動(dòng)態(tài)試驗(yàn)測(cè)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(cè)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(hào)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(hào)輸出端接入信號(hào)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(cè)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(cè)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(cè)距儀、速度傳感器、電流傳感器和紫外相機(jī)，激光位移測(cè)距儀和速度傳感器的信號(hào)輸出端第二經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站的數(shù)據(jù)采集卡，電流傳感器的信號(hào)輸出端經(jīng)第三信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接數(shù)據(jù)采集卡，紫外相機(jī)的信號(hào)輸出經(jīng)第四信號(hào)轉(zhuǎn)接盒連接測(cè)試工作站的圖像...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳光湖，邢井超，曾先光，劉毅，陳祺，伍川輝，楊恒，李艷萍，靳行，莊哲，李海龍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32