专利名称：便携式导线磨耗带电遥测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种测试装置，特别是一种便携式导线磨耗带电遥测仪。
带电检测导线磨耗是电气化铁道长期未能解决的重要课题，也是接触网系统各检测项目中的难点。经铁道部科学技术信息部门科技查新了解到，目前国内外在这方面的发展状况主要有以下二种检测方式1、检测车测量主要以进口为主，我国在这一方面起步较晚，技术上尚不成熟，仍在试验室阶段，距实际应用还存在一定的差距，由于国外引进的检测车导线磨耗测量设备价格昂贵，构造复杂，难以普及推广应用；2、人工用卡尺测量目前我国主要采用此种方法，但由于劳动强度大、检测周期长，采集数据少，不能完全反映导线的磨耗情况，难以适应电气化铁道高速发展的需要。
本实用新型的目的在于设计一种便携式导线磨耗带电遥测仪、它是集光、电、机综合性技术而构成，能够以高压带电非接触测量导线磨耗，是一种不受时间、地段、地区的限制，可任意安排测量，安全可靠，操作简单的检测装置。
本实用新型的技术方案一种便携式导线磨耗带电遥测仪，其特征在于它是由光学结构、电路结构及机械结构所组成；所说的光学结构包括照明系统与成像系统，是由光源、光栏、物镜I、反射镜I、反射镜II、物镜II及CCD光电转换器件所构成，其中光源、光栏与物镜I构成平行光源，在其平行光路上设置反射镜I，反射镜I与平行光路成45°夹角，反射镜II与反射镜I相对被测物呈轴对称，反射镜II反射出的平行光路依物镜II成像于CCD光电转换器件；所说的电路结构是由发射部分和接收部分所组成，发射部分包括CCD驱动电路、特征信息处理电路、调制发射电路及稳功率电源与总电源，CCD驱动电路的输出端接特征信息处理电路，特征信息处理电路的输出端接调制发射电路，总电源分别接至稳功率电源、CCD驱动电路、特征信息处理电路及调制发射电路，稳功率电源的输出端接光学部分的照明系统，接收部分包括红外接收电路、光电转换电路、解调电路、单片机、数字显示电路、电源及键盘，红外接收电路的输出端接光电转换电路，光电转换电路的输出端接解调电路，解调电路的输出端接单片机，单片机的输出端接数字显示电路，电源分别接至红外接收电路、光电转换电路、解调电路、单片机及数字显示电路，键盘的输入端接单片机；所说的机械结构包括手持式机箱外壳，机箱上有夹放被测导线的沟槽，沟槽两侧为光学结构中成像系统的二反射镜。
上述所说的电路结构中发射部分的特征信息处理电路是由二值化电路及反相器所构成，二值化电路的输出端接反相器的输入端。
上述所说的电路结构中发射部分的调制发射电路是由调制电路、振荡器、驱动电路、红外发射电路所构成，振荡器及特征信息处理电路的输出端并联接于调制电路的输入端，调制电路的输出端接驱动电路，驱动电路的输出端接红外发射电路。
本实用新型的工作原理及使用方法(一)工作原理该仪器取样是靠光学系统完成的。光学系统的作用是将被测导线成像在CCD光敏面上。照明光学系统产生一束均匀的平行光，使被测物获得均匀的照明，由于被测物为圆柱体、照明界面有漫反射，会造成边界不清而影响成像质量。本装置采用了效果较好的柯拉照明方式，有效地克服了杂光干扰，保证了照明效果。成像光学系统使被测物的影象十分清晰的成像在CCD光敏面上，根据需要设计光学系统放大倍数，以便使被测物的像能与CCD固定的尺寸相匹配，并保证需要的分辨率和照度。为了消除调焦误差对测量结果的影响，成像物镜采用物方远心光路，大大提高了测量精度。CCD阵列是系统的敏感元件，配合光学系统可被被测物的尺寸变成一定宽度的脉冲信号，由于被测物与背景在光强上强烈变化，反映在CCD视频信号中所对应的图象尺寸边界处会有明显的急剧的电平变化，通过二值化处理把CCD视频信号中图象尺寸部分与背景部分分离成二值电平，方法是采用电压比较器，形成具有一定宽度的脉冲信号，该脉冲宽度对应被测对象的尺寸大小。将经过二值化电路处理，携带特征信息的信号调制到发射机的载频上发射出去。地面的接收机由光敏器件将接收到的光信号转换为电信号，经过解调、恢复原来的信息，最后由单片机计算出导线的高度及磨耗百分比，直接由显示器以数字的形式显示出来。
(二)使用方法1、首先将装置与绝缘杆连接牢固，按下电源开关，指示灯亮，将其挂在被测导线上，要轻握绝缘杆，使其自然下垂，然后将接收机的电源打开，应显示HELP。2、按型号键显示H110(或H120等)，表示被测接触线的截面规格型号，将接收机的红外接收孔对准发射头，按住尺寸键显示四位数字，表示被测接触线的高度，单位为百分之一毫米；在显示数据比较稳定的情况下，轻握绝缘杆，使其在垂直于导线的方向慢慢转动，显示数据有所变化，说明导线有偏磨，此时松开尺寸键，自动显示被测接触线的最小残留高度(此时显示的最小数值表示自尺寸键按下至抬起期间的最小值)。3、按％键显示Pxxx，表示接触线磨耗的百分数，单位为千分之一。4、当显示8888或----时，表示测量结果超出测量范围，将装置向前后移动一下位置，不要使装置测头紧靠在吊弦上，寻找最佳位置再测，若仍不正常，则说明导线上有附着物或仪器工作不正常。5、当接收机显示L---，测头指示灯不亮时表示各自的电池欠压，应该充电；也可以用万用表测量电压的方法来判断电池是否需要充电。
本实用新型的优越性及技术效果1、高压带电非接触测试导线磨线，安全可靠，不受时间、地段、地区的限制，利用列车运行的间隔做好行车防护，可以任意安排；2、本产品集光成像与CCD图象处理、红外数据传输、单片机等多项高新技术于一体，具有测试精度高，抗干扰能力强，功耗低，整机重量轻，便于携带，操作简单，显示直观等优点；3、采用线阵CCD技术测量接触线残高，避开了测接触线残面所带来得诸多不利因素，使测试简便准确；4、有较高的性能价格比，符合我国国情，特别适用于运营单位，容易推广应用；5、该测仪比人工检测的方法节约了人力物力，比检测车检测的方法节约了大量的资金，为接触网检修从原来的周期修改为状态修改提供可靠的第一手数据，这样即保证了接触网的安全运行，又节约了大量的检修费用和维护人员；6、在丰润供电段通过半年多的现场试用，测量了1450个点，平均误差为0.023毫米，仪器达到安全、可靠、轻便、价廉、操作方便，符合高压带电测量的设计要求，其可靠性、重复性、精度等均已达到技术要求，本仪器的研制成功，对我国铁路事业具有重大的经济意义和社会意义。
以下结合附图及实施例说明本技术。
图1为本实用新型所涉便携式导线磨耗带电遥测仪的光学结构示意图。
图2为本实用新型所涉便携式导线磨耗带电遥测仪的电路结构原理框图(其中图2-a为发射部分原理框图；图2-b为接收部分原理框图；图2-c为发射部分的调制电路原理框图；图2-d为发射部分的特征信息处理电路的原理框图)。
图3为本实用新型所涉便携式导线磨耗带电遥测仪的机械结构示意图。
其中1为光源，2为光栏，3为物镜I，4为反射镜I，5为被测物，6为反射镜II，7为物镜II，8为CCD器件(光电转换装置)，9为箱体，10为手柄，11为沟槽，12为导线，13为电源，14为平面反射镜。
实施例一种便携式导线磨耗带电遥测仪(见图1-3)，其特征在于它是由光学结构、电路结构及机械结构所组成；所说的光学结构(见图1)包括照明系统与成像系统，是由光源1、光栏2、物镜I3、反射镜I4、反射镜II6、物镜II7及CCD光电转换器件8所构成，其中光源1、光栏2与物镜I3构成平行光源，在其平行光路上设置反射镜I4，反射镜I4与平行光路成45°夹角，反射镜II6与反射镜I4相对被测物5呈轴对称，反射镜II6反射出的平行光路依物镜II7成像于CCD光电转换器件8；所说的电路结构是由发射部分和接收部分所组成、发射部分(见图2-a)包括CCD驱动电路、特征信息处理电路、调制发射电路及稳功率电源与总电源、CCD驱动电路的输出端接特征信息处理电路，特征信息处理电路的输出端接调制发射电路，总电源分别接至稳功率电源、CCD驱动电路、特征信息处理电路及调制发射电路，稳功率电源的输出端接光学部分的照明系统，接收部分(见图2-b)包括红外接收电路、光电转换电路、解调电路、单片机、数字显示电路、电源及键盘，红外接收电路的输出端接光电转换电路，光电转换电路的输出端接解调电路，解调电路的输出端接单片机，单片机的输出端接数字显示电路，电源分别接至红外接收电路、光电转换电路、解调电路、单片机及数字显示电路，键盘的输入端接单片机；所说的机械结构(见图3)包括手持式机箱外壳9与手柄10，机箱上有夹放被测导电的沟槽11，沟槽11两侧为光学结构中成像系统的二反射镜14。
上述所说的电路结构中发射部分的特征信息处理电路(见图2-a与图2-d)是由二值化电路及反相器所构成，二值化电路的输出端接反相器的输入端。
上述所说的电路结构中发射部分的调制发射电路(见图2-a与图2-c)是由调制电路、振荡器、驱动电路、红外发射电路所构成，振荡器及特征信息处理电路的输出端并联接于调制电路的输入端，调制电路的输出端接驱动电路，驱动电路的输出端接红外发射电路。
电路结构中所使用的各功能电路均为常规的功能电路。
权利要求1.一种便携式导线磨耗带电遥测仪，其特征在于它是由光学结构、电路结构及机械结构所组成；所说的光学结构包括照明系统与成像系统，是由光源、光栏、物镜I、反射镜I、反射镜II、物镜II及CCD光电转换器件所构成，其中光源、光栏与物镜I构成平行光源，在其平行光路上设置反射镜I，反射镜I与平行光路成45°夹角，反射镜II与反射镜I相对被测物呈轴对称，反射镜II反射出的平行光路依物镜II成像于CCD光电转换器件；所说的电路结构是由发射部分和接收部分所组成，发射部分包括CCD驱动电路、特征信息处理电路、调制发射电路及稳功率电源与总电源，CCD驱动电路的输出端接特征信息处理电路，特征信息处理电路的输出端接调制发射电路，总电源分别接至稳功率电源、CCD驱动电路、特征信息处理电路及调制发射电路，稳功率电源的输出端接光学部分的照明系统，接收部分包括红外接收电路、光电转换电路、解调电路、单片机、数字显示电路、电源及键盘，红外接收电路的输出端接光电转换电路，光电转换电路的输出端接解调电路，解调电路的输出端接单片机，单片机的输出端接数字显示电路，电源分别接至红外接收电路、光电转换电路、解调电路、单片机及数字显示电路，键盘的输入端接单片机；所说的机械结构包括手持式机箱外壳，机箱上有夹放被测导电的沟槽，沟槽两侧为光学结构中成像系统的二反射镜。
2.由权利要求1所说的便携式导线磨耗带电遥测仪，其特征在于所说的电路结构中发射部分的特征信息处理电路是由二值化电路及反相器所构成，二值化电路的输出端接反相器的输入端。
3.由权利要求1所说的便携式导线磨耗带电遥测仪，其特征在于所说的电路结构中发射部分的调制发射电路是由调制电路、振荡器、驱动电路、红外发射电路所构成，振荡器及特征信息处理电路的输出端并联接于调制电路的输入端，调制电路的输出端接驱动电路，驱动电路的输出端接红外发射电路。
专利摘要本实用新型是专为电气化铁道接触网导线磨耗测量而设计的。它可以高压带电非接触测量导线磨耗,不受时间、地段、地区的限制,利用列车运行的间隔做好行车防护,可以任意安排测量,安全可靠。本实用新型是集光、机、电、单片机、CCD成像、红外数据通讯为一体的综合性高新技术产品。具有测量精度高、抗干扰能力强、功耗低、整机重量轻便于携带、操作简单显示直观等优点。解决了长期以来,必须停电手工测量带来的一系列问题。
文档编号G01B11/08GK2404097SQ99244590
公开日2000年11月1日 申请日期1999年9月17日 优先权日1999年9月17日
发明者徐立德, 李桂芹 申请人:徐立德, 李桂芹