一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器及监测系统技术方案

本发明专利技术公开了高铁悬挂供电技术领域的一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器及监测系统，包括杵环杆，所述杵环杆的外壁顶部卡接有两组上固定件，所述杵环杆的外壁底部卡接有两组下固定件，所述光线光栅应力传感器的内腔封装有温度补偿光线光栅传感器，采用抱装式结构设计，确保不破坏原有结构，零件不脱落，所述工控机主机电性输入连接光学采集子系统，所述光学采集子系统电性输入连接光学环路子系统，所述工控机主机分别电性双向连接标定子系统、震动试验台、数据分析子系统和互联网，所述互联网分别电性输入连接移动终端和综合网管子系统，所述移动终端电性输入连接权限登录子系统，实现对各测量点的温度及应力的实时精确检测。

【技术实现步骤摘要】
一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器及监测系统
本专利技术涉及高铁悬挂供电
，具体为一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器及监测系统。
技术介绍
随着我国高速铁路迅猛发展，电力机车的供电系统安全稳定运行极其重要，若产生故障，将给人们的生命、财产造成严重威胁；电力机车悬挂供电系统的承力索、接触线的索力异常、甚至产生故障，将直接导致电力机车的供电系统故障，因此，承力索、接触线的索力监测将至关重要，高铁由于其穿越大江南北，沿线的环境气候非常复杂，传统的承力索、接触线的索力监测方式很难满足高铁管理数字化、智能化的要求。近年来，随着光纤传感技术的发展，由光纤光栅制作的传感器已经在许多大型涉及国计民生的重大项目的安全监测领域得到广泛运用。光纤Bragg光栅(FBG)传感器除具有普通光纤传感器重量轻，耐腐蚀，抗电磁干扰，使用安全可靠等优点外，还具有传感器尺寸小，波长调制抗干扰能力强，集传感与传输于一体，具有较强的复用能力，易于构成传感网络，测量对象广泛，易于实现多参数同步传感测量等独特优点。目前国内关于铁路悬挂供电索力监测，目前基本采用人工办法，主要是通过牵引绳(补偿绳)经过滑轮组下挂坠砣进行控制，如此存在如下问题：1、需要大量人力，造成大量人力资源浪费，同时对人身安全不能起到完全的保障；2、人到现场只是查看补偿绳、坠砣、限界架等是否状态正常，只能靠人眼进行定性查看，不能定量了解索力具体参数，存在安全隐患；3、由于补偿绳、坠砣、限界架等长期置于自然环境，金属材料又容易引起生锈等，往往会导致工作状态异常，甚至有限界架卡死坠砣情况，这都存在巨大安全隐患；4、由于气候环境异常(雨、雪等)导致行动不便，往往不能及时到达现场进行监视。鉴于上述提到的问题，本专利技术设计一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器及监测系统，以解决上述提到的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器及监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器，包括杵环杆，所述杵环杆的外壁顶部卡接有两组上固定件，所述杵环杆的外壁底部卡接有两组下固定件，所述下固定件的底部设置有六角螺钉，所述下固定件通过六角螺钉与上固定件连接，所述上固定件的顶部设置有夹套，左侧所述夹套的左壁和右侧夹套的右壁均设置有封装套件，左侧所述封装套件的内腔设置有光线光栅应力传感器，且光线光栅应力传感器的右端贯穿右侧封装套件，左侧所述夹套的右壁和右侧夹套的左壁均设置有固定块，所述固定块套接在光线光栅应力传感器的外壁，所述光线光栅应力传感器的内腔封装有温度补偿光线光栅传感器。优选的，所述光线光栅应力传感器和温度补偿光线光栅传感器均为铜质结构。优选的，所述上固定件的底部和下固定件的顶部均开设有弧形槽，所述杵环杆插接在两组弧形槽的内腔。一种高铁悬挂供电索力在线监测系统，包括工控机主机，所述工控机主机电性输入连接光学采集子系统，所述光学采集子系统电性输入连接光学环路子系统，所述工控机主机分别电性双向连接标定子系统、震动试验台、数据分析子系统和互联网，所述互联网分别电性输入连接移动终端和综合网管子系统，所述移动终端电性输入连接权限登录子系统。优选的，所述光学环路子系统包括扫描式激光器、光耦合器、光分路器、环形器和热稳定标准具，所述扫描式激光器电性输出连接光耦合器，所述光耦合器电性输出连接光分路器，所述光分路器电性输出连接环形器，所述环形器电性输出连接热稳定标准具。优选的，所述标定子系统包括应力控制台和高低温试验箱。优选的，所述综合网管子系统包括分区管理单元、历史数据库、报警单元和大数据分析单元，所述分区管理单元分别电性输出连接历史数据库和报警单元，所述历史数据库电性输出连接大数据分析单元。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器及监测系统，该感应器采用抱装式结构设计，确保不破坏原有结构，零件不脱落设计，可直接抱装在承力索和接触线上，在光线光栅应力传感器内植入温度补偿光线光栅传感器，对温度引起的光学参量变化进行温度补偿，将光纤布拉格光栅传感器进行并联，并将该传感器器安装在待测点，完成对该点信号的采集工作，采集到的信号通过后端的光电转换和信号处理单元，传送至工控主机，通过对应力信号的解调和智能分析，实现对各测量点的温度及应力的实时精确检测，并通过补偿法得到实际应力值。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术系统原理框图；图3为本专利技术光学采集子系统原理框图；图4为本专利技术光学环路子系统原理框图；图5为本专利技术综合网管子系统原理框图。图中：1杵环杆、2上固定件、3下固定件、4六角螺钉、5夹套、6封装套件、7光线光栅应力传感器、8固定块、9温度补偿光线光栅传感器、10工控机主机、11光学采集子系统、12光学环路子系统、13标定子系统、14震动试验台、15数据分析子系统、16互联网、17移动终端、18综合网管子系统、19扫描式激光器、20光耦合器、21光分路器、22环形器、23热稳定标准具、24光电转换模块、25信号放大器、26数据采集卡、27分区管理单元、28历史数据库、29报警单元、30大数据分析单元、31权限登录子系统。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-5，本专利技术提供一种技术方案：一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器，包括杵环杆1，所述杵环杆1的外壁顶部卡接有两组上固定件2，所述杵环杆1的外壁底部卡接有两组下固定件3，所述下固定件3的底部设置有六角螺钉4，所述下固定件3通过六角螺钉4与上固定件2连接，采用抱装式结构设计，确保不破坏原有结构，零件不脱落设计，该传感器是直接抱装在承力索和接触线上，所述上固定件2的顶部设置有夹套5，左侧所述夹套5的左壁和右侧夹套5的右壁均设置有封装套件6，左侧所述封装套件6的内腔设置有光线光栅应力传感器7，且光线光栅应力传感器7的右端贯穿右侧封装套件6，左侧所述夹套5的右壁和右侧夹套5的左壁均设置有固定块8，所述固定块8套接在光线光栅应力传感器7的外壁，所述光线光栅应力传感器7的内腔封装有温度补偿光线光栅传感器9，由于光纤光栅对应力应变敏感的同时，对环境温度也同样敏感，因此，需对传感器温度特性进行研究，并在光线光栅应力传感器7内植入温度补偿光线光栅传感器9，并对温度引起的光学参量变化进行温度补偿。其中，所述光线光栅应力传感器7和温度补偿光线光栅传感器9均为铜质结构，确保有良好的温度和张力系数，所述上固定件2的底部和下固定件3的顶部均开设有弧形槽，所述杵环杆1插接在两组弧形槽的内腔。一种高铁悬挂供电索力在线监测系统，包括工控机主机10，所述工控机主机10电性输入连接光学采集子系统11，所述光学采集子系统11电性输入连接光学环路子系统12，所述工控机主机10分别电性双向连接标定子系统13、震动试验台14、数据分析子系统15和互联网16，所述互联网16分别电性输入连接移动终端17和综合网管子系统18，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器，包括杵环杆(1)，其特征在于：所述杵环杆(1)的外壁顶部卡接有两组上固定件(2)，所述杵环杆(1)的外壁底部卡接有两组下固定件(3)，所述下固定件(3)的底部设置有六角螺钉(4)，所述下固定件(3)通过六角螺钉(4)与上固定件(2)连接，所述上固定件(2)的顶部设置有夹套(5)，左侧所述夹套(5)的左壁和右侧夹套(5)的右壁均设置有封装套件(6)，左侧所述封装套件(6)的内腔设置有光线光栅应力传感器(7)，且光线光栅应力传感器(7)的右端贯穿右侧封装套件(6)，左侧所述夹套(5)的右壁和右侧夹套(5)的左壁均设置有固定块(8)，所述固定块(8)套接在光线光栅应力传感器(7)的外壁，所述光线光栅应力传感器(7)的内腔封装有温度补偿光线光栅传感器(9)。

【技术特征摘要】
1.一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器，包括杵环杆(1)，其特征在于：所述杵环杆(1)的外壁顶部卡接有两组上固定件(2)，所述杵环杆(1)的外壁底部卡接有两组下固定件(3)，所述下固定件(3)的底部设置有六角螺钉(4)，所述下固定件(3)通过六角螺钉(4)与上固定件(2)连接，所述上固定件(2)的顶部设置有夹套(5)，左侧所述夹套(5)的左壁和右侧夹套(5)的右壁均设置有封装套件(6)，左侧所述封装套件(6)的内腔设置有光线光栅应力传感器(7)，且光线光栅应力传感器(7)的右端贯穿右侧封装套件(6)，左侧所述夹套(5)的右壁和右侧夹套(5)的左壁均设置有固定块(8)，所述固定块(8)套接在光线光栅应力传感器(7)的外壁，所述光线光栅应力传感器(7)的内腔封装有温度补偿光线光栅传感器(9)。2.根据权利要求1所述的一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器，其特征在于：所述光线光栅应力传感器(7)和温度补偿光线光栅传感器(9)均为铜质结构。3.根据权利要求1所述的一种高铁悬挂供电索力监测用张力传感器，其特征在于：所述上固定件(2)的底部和下固定件(3)的顶部均开设有弧形槽，所述杵环杆(1)插接在两组弧形槽的内腔。4.一种高铁悬挂供电索力在线监测系统，包括工控机主机(10)，其特征在于：所述工控机主机(10)电性输入连接光学采集子系统(11)，所述光学采集子系统(11)电性输入连接光学环路子系统(12)，所述工控机主机(10)分别电性双向连接标定子系统(13)、震动试验台(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玉虎，王绍俊，辛志广，王建国，王兰和，郭新建，刘行龙，李帅，
申请(专利权)人：石家庄赫德光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13