一种弓网离线状态非接触式检测装置的制作方法

本实用新型涉及交通轨道运行状态检测技术领域，特别是一种弓网离线状态非接触式检测装置。

背景技术：

在电气化铁路供电系统中，接触网是电气化铁道的主要供电设备，电力机车通过受电弓与接触网接触来获取电能。受电弓与接触网之间的弓网关系对整个电气化铁路运营系统的正常运作起着重要的作用。弓网关系最常见的故障是弓网离线，弓网离线将会产生弓网电弧，弓网电弧将会烧蚀接触网导线和受电弓滑板，同时产生过电压和高频噪声，严重影响机车的行车安全。因此，需要对机车的弓网状态进行检测，一旦出现弓网离线，能及时报警并进行应急处理。

目前，我国对弓网受流质量的评价大多采用传统的接触式检测方法，即通过在受电弓上放置传感器测试弓网接触压力。但在检测过程中，由于机车-轨道耦合振动对弓网动态相互作用关系的影响，在受电弓竖直方向上产生较大的加速度，导致测量结果存在较大误差。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种弓网离线状态非接触式检测装置，该装置能对弓网离线状态进行非接触式检测，且能实时检测弓网受流状态，检测精度高。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种弓网离线状态非接触式检测装置，包括安装在机车车顶的受电弓位置两侧或同侧的检测箱A和检测箱B，所述检测箱A包括可见光&红外热成像模块、几何参数测量模块和地理信息定位模块，所述检测箱B包括紫外检测模块、高清成像模块和光源控制模块，所述检测箱A和检测箱B分别与位于机车车体内的数据处理模块电连接，所述数据处理模块与数据终端通讯连接。

在机车运行过程中，由紫外检测模块、高清成像模块、可见光&红外热成像模块实时采集弓网状态数据；由地理信息定位模块实时将线路信息、杆号信息与GPS信息对应；由几何参数测量模块实时测量接触网高度及拉出值；所有的测量数据由数据处理模块收集并处理，分析故障点并将故障点信息生成报表，并通过无线传输模块发送到指定的数据终端。

因此，本检测装置的主要功能包括：

(1)具备实时检测燃弧离线时间参数的功能；

(2)具备瞬间抓拍燃弧图像的功能；

(3)具备自动定位被检测点的功能；

(4)具备实时数据分析处理功能；

(5)具备检测参数无线发送的功能；

(6)具备车内实时存储查询显示的功能。

本装置通过紫外检测模块的使用，使得对弓网离线时间的非接触式检测能够实现，并能实时记录弓网运行的状态，实时反映弓网离线状况，可以准确定位异常点，并同时获取对应的高清弓网离线图像，为接触网的动态复核和维护提供科学的依据。同时，由于通过采用非接触式检测方式，对弓网接触没有干扰，提高了检测的安全性。

作为本实用新型的优选方案，所述检测箱A和检测箱B位于所述受电弓的同一侧，相距所述受电弓的距离相等，且分别置于所述车顶的左右两侧。

作为本实用新型的优选方案，所述检测箱A和检测箱B相距所述受电弓的距离为4m-6m，在该距离内检测结果最为精确。

作为本实用新型的优选方案，所述可见光&红外热成像模块采用红外热像仪，所述红外热像仪包括光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理和显示输出系统。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚集在光电探测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值。

作为本实用新型的优选方案，所述几何参数测量模块通过高速相机实时采集弓网关系图像，实时识别定位所述受电弓的弓头位置以及接触网与受电弓相交点的位置，通过标定结果，计算出所述接触网的高度和拉出值。

作为本实用新型的优选方案，所述地理信息定位模块通过卫星导航实时对机车位置进行定位。

作为本实用新型的优选方案，所述地理信息定位模块还采用速度传感器对数据进行修正。当机车行进隧道的时候，卫星没有信号，导致定位不准确，因此，用速度传感器采集的数据对公里标进行修正，从而将定位精度控制在合理的范围内。此外，也可采用惯导设备对机车定位。

作为本实用新型的优选方案，所述紫外检测模块采用紫外传感器，根据电弧发出的紫外线强度产生紫外探测信号，并发送至数据处理模块。

机车在运行过程中，当受电弓与接触网之间由于离线、硬点产生拉弧，通过专用的光学镜头聚集到高灵敏度紫外光敏管上，紫外传感器通过滤波、低噪放大、波形整形、高压稳压等技术手段，输出数据处理模块可识别的电平信号，从而得到拉弧持续时间等检测参数。

作为本实用新型的优选方案，所述高清成像模块采用高清相机，实时记录动态弓网状况，并抓拍燃弧高清图像。

作为本实用新型的优选方案，所述光源控制模块采用独立光源。

作为本实用新型的优选方案，所述数据处理模块采用紧凑型无风扇工业级计算机，满足苛刻环境的工作要求，且宽温、抗震、防尘。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本装置通过紫外检测模块的使用，使得对弓网离线时间的非接触式检测能够实现，并能实时记录弓网运行的状态，实时反映弓网离线状况，可以准确定位异常点，并同时获取对应的高清弓网离线图像，为接触网的动态复核和维护提供科学的依据。同时，由于通过采用非接触式检测方式，对弓网接触没有干扰，提高了检测的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的侧视图。

图3是本实用新型的系统组成示意图。

图中标记：1-检测箱A，11-可见光&红外热成像模块，12-几何参数测量模块，13-地理信息定位模块，2-检测箱B，21-紫外检测模块，22-高清成像模块，23-光源控制模块，3-接触网，4-受电弓，5-车顶。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，一种弓网离线状态非接触式检测装置，包括安装在机车车顶5的受电弓4同一侧的检测箱A 1和检测箱B 2，所述检测箱A 1包括可见光&红外热成像模块11、几何参数测量模块12和地理信息定位模块13，所述检测箱B 2包括紫外检测模块21、高清成像模块22和光源控制模块23，所述检测箱A 1和检测箱B 2分别与位于机车车体内的数据处理模块电连接，所述数据处理模块采用紧凑型无风扇工业级计算机，所述数据处理模块采用无线传输模块与数据终端进行通讯连接。

所述检测箱A 1和检测箱B 2相距所述受电弓4的距离相等，且分别置于所述车顶5的左右两侧，所述检测箱A 1和检测箱B 2相距所述受电弓4的距离L为4m-6m。

所述可见光&红外热成像模块11采用红外热像仪，所述红外热像仪包括光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理和显示输出系统。

所述几何参数测量模块12通过高速相机实时采集弓网关系图像，实时识别定位所述受电弓4的弓头位置以及接触网3与受电弓4相交点的位置，通过标定结果，计算出所述接触网3的高度和拉出值。

所述地理信息定位模块13通过卫星导航实时对机车位置进行定位，所述地理信息定位模块13还采用速度传感器对数据进行修正。

所述紫外检测模块21采用紫外传感器，根据电弧发出的紫外线强度产生紫外探测信号，并发送至数据处理模块。

所述高清成像模块22采用高清相机，实时记录动态弓网状况，并抓怕燃弧高清图像。所述光源控制模块23采用独立光源。

在机车运行过程中，由紫外检测模块21、高清成像模块22、可见光&红外热成像模块11实时采集弓网状态数据；由地理信息定位模块13实时将线路信息、杆号信息与GPS信息对应；由几何参数测量模块12实时测量接触网3的高度及拉出值；所有的测量数据通过无线传输模块发送至数据处理模块，并由数据处理模块收集处理，分析故障点并将故障点信息生成报表，并通过无线传输模块发送到指定的数据终端。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。