一种弓网燃弧监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种接触网检测技术领域，特别是一种弓网燃弧监测系统。

背景技术：

受电弓网良好接触是保证动车组安全运行和乘客生命安全的重要前提。弓网与接触网分离时会产生弓网燃弧现象。弓网燃弧有光特征、热特征和电磁特征。根据这些特征可以实现对弓网燃弧的检测，从而判断弓网受流系统的安全性。目前绝大多数监测是对弓网燃弧单一特征的检测；随着检测手段的成熟，多特征同时监测是弓网燃弧检测的发展方向，这样可有效提高对弓网燃弧现象的准确判断。

如专利公告号为CN203681577U中公开了一种非接触式弓网燃弧检测监测结构。该结构包含车顶检测部分和车内检测部分。车顶检测部分主要包括光学透镜组和红外热成像仪。光学透镜组实现弓网燃弧特征紫外光信号的有效采集。红外热成像仪实现采集弓网运行热图像以及弓网燃弧的温度分布，辅助观察弓网燃弧的信息。

上述发明可以实现弓网燃弧现象的检测，但是仍然存在以下问题：(1)辅助热成像检测系统要求高。由于弓网燃弧持续时间基本在毫秒等级，利用红外热成像仪来获得弓网运行热图像以及弓网燃弧的温度分布，对相机的性能要求相对较高，从而需要较高的成本。(2)紫外成像成本高，该发明中采用紫外光纤束对紫外光进行传输，光纤束均价格昂贵大大增加了检测系统的成本。(3)探测灵敏度低。现有的弓网探测器基本安装在车顶，距离受电弓与接触网接触点有几米远的距离，造成检测系统对微弱弓网燃弧的不敏感。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种弓网燃弧监测系统，从而实现对燃弧中燃弧点的紫外光来判断燃弧的现象及强度，同时监测燃弧温度作为辅助手段，从而提高弓网燃弧故障的检测效率和准确率，而且成本低。

本实用新型提供了一种弓网燃弧监测系统，包括监测系统，所述监测系统包括设于受电弓上的探测模块、设于机车内经传输光纤与探测模块连接的用于将探测模块的光信号转换为电信号的光电转换装置以及与光电转换装置连接的信号处理系统，所述信号处理系统根据光电转换装置发来的电信号对弓网燃弧强度和温度的判断进行定位和记录并获得受电弓温度信息。

进一步地，所述探测模块包括设于受电弓上的紫外探头和温度探头，所述紫外探头和温度探头通过传输光纤与光电转换装置连接。

进一步地，所述光电转换装置包括经传输光纤与紫外探头连接的光电传感器及驱动电路和经传输光纤与温度探头连接的光电传感器，所述光电传感器及驱动电路与光电传感器分别与信号处理系统连接。

进一步地，所述传输光纤包括第一传输光纤、第二传输光纤，所述紫外探头经第一传输光纤与光电传感器及驱动电路连接，温度探头经第二传输光纤与光电传感器连接。

进一步地，所述紫外探头附着在受电弓的上臂的外表面上。

进一步地，所述第一传输光纤附着在受电弓的上臂以及下臂上。

进一步地，所述温度探头设于受电弓的上臂内。

进一步地，所述第二传输光纤设于受电弓的上臂内部以及下臂内部中。

进一步地，所述紫外探头包括光学镜头、分别设置在光学镜头表面上的紫外滤光片和荧光层。

进一步地，所述温度探头为荧光温度传感器、半导体吸收式光纤温度传感器或光纤光栅温度传感器。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型以检测弓网燃弧中燃弧点的紫外光来判断燃弧的现象及强度，同时检测燃弧温度作为辅助手段，这种多功能的检测装置有利于弓网燃弧检测设备的集成化，有效提高了弓网燃弧故障的检测效率和准确率，降低了检测系统的综合成本。同时探测模块作为无源器件被附着在受电弓上，这样大大缩短了探测器与探测目标的距离，提高了探测灵敏度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型紫外探头的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种弓网燃弧监测系统，包括监测系统，所述监测系统包括设于受电弓7上的探测模块1、设于机车内经传输光纤与探测模块1连接的光电转换装置，以及与光电转换装置连接的信号处理系统6，其中：

探测模块1用于获取弓网燃弧中的紫外光以及获取受电弓的温度变化的光信号；

光电转换装置用于将探测模块1的光信号转换为电信号；

信号处理系统6用于根据光电转换装置发来的电信号对弓网燃弧强度和温度的判断进行定位和记录并获得受电弓温度信息。

所述探测模块1包括设于受电弓上的紫外探头11和温度探头8，所述紫外探头11和温度探头8通过传输光纤与光电转换装置连接，从而将监测系统分为两路检测，一路为紫外光探测，一路为温度探测。

光电转换装置包括经传输光纤与紫外探头11连接的光电传感器及驱动电路4和经传输光纤与温度探头8连接的光电传感器5，所述光电传感器及驱动电路4与光电传感器5分别与信号处理系统6连接。

光电传感器及驱动电路4包括光电传感器和驱动电路，光电传感器与驱动电路连接。

本实用新型中光电传感器用于将温度探头8或紫外探头11的光信号转换为电信号；驱动电路用于将光电传感器及驱动电路4中的光电传感器转换的电信号进行放大并输出至信号处理系统6。

本实用新型的传输光纤包括第一传输光纤2、第二传输光纤3，所述紫外探头11经第一传输光纤2与光电传感器及驱动电路4连接，温度探头8经第二传输光纤3与光电传感器5连接，第一传输光纤2与光电传感器及驱动电路4之间、第二传输光纤3与光电传感器5之间均通过光纤插接头连接，光纤插接头采用常规的光纤插接头，在此不做具体限定。

温度探头8可以使用荧光温度传感器、半导体吸收式光纤温度传感器或光 纤光栅温度传感器。

如图2所示，紫外探头11包括光学镜头12、分别设置在光学镜头12两侧表面上的紫外滤光片13和荧光层14，荧光层14为具有荧光材料的玻璃。紫外光滤光片13对短波紫外UVC波段的紫外光透射，对该波段之外的其它光截止并且对截止深度有一定的要求。荧光层14是一种可以将紫外光转化为可见光，荧光层被附着在第一传输光纤2一端的表面，这样节省了荧光层14的材料；光学镜头12将紫外光聚焦在第一传输光纤2的端面，荧光层14受到紫外光的辐射及放出可见光，激发出的可见光耦合进第一传输光纤2中并传输至光电传感器及驱动电路4。

本实用新型中紫外探头11的工作过程如下：弓网发生燃弧现象时，弧光发射出大量紫外光子，使紫外光子到达附着在受电弓上的紫外探头11，紫外光被紫外探头11接收，紫外光透射过紫外滤光片入射到荧光层上。荧光层被紫外光激发产生可见光，产生的可见光被光学透镜收集进第一传输光纤2中，第一传输光纤2将收集的可见光传输至机车内；光电传感器及驱动电路4接收到可见光后，将可见光的光信号转换成电信号，电信号被驱动电路送至信号处理系统6，通过对电信号的判断来实现对弓网燃弧强度和温度的判断并进行定位和记录。

本实用新型的温度探头的工作过程如下：弓网发生燃弧会产生大量的热会导致受电弓的温度上升。温度探头会通过探测温度将信号传送至光电传感器5中。这里以荧光温度探头作为例子对其信号的走向进行说明：当弓网发生燃弧会产生大量的热会导致受电弓的温度上升，光电传感器5会定时发射脉冲激发光，激发光通过第二传输光纤3到达连接温度探头8一端端面的荧光材料时，荧光材料会被激发出荧光，激发的荧光会被传输至光电传感器5，光电传感器5将荧光转化为电信号并被送至信号处理系统6，信号处理系统6通过判断荧光的衰减时间从而获得受电弓的温度信息。

作为优选，所述紫外探头11附着在受电弓7的上臂9的外表面上，第一传输光纤2附着在受电弓7的上臂9以及下臂10上，经上臂9以及下臂10的表面进行走线后一端与紫外探头11连接，另一端进入机车内部与光电传感器及驱动电路4连接；温度探头8预埋在受电弓7的上臂9内；第二传输光纤3预埋在受电弓7的上臂9内部以及下臂10内部中，通过在受电弓7的内部进行走线，地儿传输光纤3的一端与温度探头8连接，另一端进入机车内部与光电传感器5连接。

本实用新型中光电传感器5、光电传感器及驱动电路4中的光电传感器以及驱动电路4还有信号处理系统6均为现有技术，能够实现上述功能即可，因此不作具体限定。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本实用新型，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。