一种用于弓网离线温度检测的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于弓网离线温度检测的装置，能够实现非接触式弓网离线检测，其抗干扰能力强，检测精度高且能实时反映弓网离线状况。该装置包括：红外热成像模块、紫外线传感器、高清数字成像模块、地理信息定位模块、弓网离线图像数据库以及数据处理器服务器；弓网离线图像数据库和数据处理器服务器设置在检测机车的车厢内，数据处理器服务器用于根据紫外探测信号和热图像确定出现弓网离线的时间，并同时启动高清数字成像模块以获取弓网离线图像，并将该时间对应的地理信息与弓网离线图像合并保存在弓网离线图像数据库中。

An off-line temperature detection device for pantograph and network

The utility model discloses a device for off-line detection of catenary off-line temperature, which realizes non-contact catenary off-line detection, has strong anti-interference ability, high detection accuracy and can reflect the off-line status of catenary in real time. The device includes: infrared thermal imaging module, UV sensor, high-definition digital imaging geographic information module, positioning module, off-line image database and the data processor server; off-line image database and data processor server settings in the detection of locomotive car, data processor for server is determined according to the emergence of the disconnection time of ultraviolet detection signal and thermal image, and simultaneously start the high-definition digital imaging module to obtain the off-line image, and the time corresponding to the geographic information and the off-line image with the stored in the off-line image database.

【技术实现步骤摘要】
一种用于弓网离线温度检测的装置
本技术涉及轨道交通运行状态检测
，尤其涉及一种用于弓网离线温度检测的装置。
技术介绍
在电气化铁路中，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和离线导致的弓网温度升高。机车受电弓在牵引状态下离线会产生电弧，发出强烈的紫外线光；离线时伴有高频电磁波产生；测量用受电弓(不取流状态下)离线时产生火花，火花电流变化陡峭，弓线间电阻变大。弓网离线最直观的表现是产生燃弧，测量燃弧可以真实反映是否出现弓网离线。现有技术中的受电弓自动离线测定装置，通常是根据受电弓离线时，受电弓上的电流为零，通过检测出此时受电弓电流为零的状态来测定离线。这种方法虽然能够简便地确定离线，但是需要在受电弓上安装额外的电流传感器，其实现方法较为复杂，并且列车惰行时由于受电弓电流大体为零，不知道信号在何处离线，故不能测定。另外，加速放慢而受电弓电流急剧减小时，或者碰上过分相区段，滑板实际上并没有离开接触线，却有输出为“离线”的异常显示。该装置的一种改进型监测系统可以安装在机车内部，通过对交流电流互感器电流信号进行自动检测，并输出离线时的交流电流互感器电流信号，从而自动判断离线信号，并对离线状态进行实时监测。然而，该装置仍然需要设置交流电流互感器等额外器件，对弓网系统本身形成干扰存在安全隐患，且检测延时大，导致不能实时反映弓网离线状况。
技术实现思路
本技术的目的之一至少在于，针对上述现有技术存在的问题，提供一种用于弓网离线温度检测的装置，能够实现非接触式弓网离线检测，其抗干扰能力强，检测精度高且能实时反映弓网离线状况。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案包括以下各方面。一种用于弓网离线温度检测的装置，其包括：红外热成像模块、紫外线传感器、高清数字成像模块、地理信息定位模块、弓网离线图像数据库以及数据处理器服务器；紫外线传感器设置在受电弓支撑架末端距离受电弓滑板与接触线的接触点第一距离处，用于在受电弓滑板与接触线脱离并产生电弧时，根据电弧发出的紫外线强度产生紫外探测信号，并通过蓝牙模块发送给数据处理服务器；红外热成像模块通过第一云台支撑杆设置在水平距离受电弓滑板与接触线的接触点第二距离处，用于获取热图像并通过RS485电缆发送给数据处理服务器；高清数字成像模块通过第二云台支撑杆设置水平距离受电弓滑板与接触线的接触点第三距离处且位于与红外热成像模块相对的一侧；地理信息定位模块设置在机车顶部，用于获取随时间变化的地理信息；弓网离线图像数据库和数据处理器服务器设置在检测机车的车厢内，数据处理器服务器用于根据紫外探测信号和热图像确定出现弓网离线的时间，并同时启动高清数字成像模块以获取弓网离线图像，并将该时间对应的地理信息与弓网离线图像合并保存在弓网离线图像数据库中。优选地，上述装置进一步包括PCIE封装的LTE4G全网通无线通信模块，用于将弓网离线图像数据库中特定的弓网离线图像发送给远端检测控制中心并接收控制指令信号。优选地，上述装置进一步包括独立光源，用于在启动高清数字成像模块的同时通过闪光提供光能，且独立光源的闪光持续时间为0.025～0.05微秒，色温为5600K。优选地，上述红外热成像模块包括定焦光学镜头、光电转换电路、以及信号放大处理电路，用于以3000Hz的帧率生成光学镜头焦距位置处波长范围0.7～1.1μm的热图像。优选地，上述紫外线传感器采用表面封装式全耗尽型绝缘层上硅FD-SOI互补金属氧化物半导体CMOS。优选地，上述第一云台支撑杆外侧设置有铝合金水冷套接管，并与机车顶部的水冷接口固定连接。优选地，上述第一距离为20厘米至50厘米。优选地，上述第二距离和第三距离均为一米。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术至少具有以下有益效果：通过红外热成像模块实时捕捉弓网接触点及其他位置的温度，通过高灵敏度、高精度的紫外传感器对弓网离线过程中产生的拉弧进行采集，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，因此能够有效指导线路维护部门对故障位置精准维护；并且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是根据本技术一实施例的一种用于弓网离线温度检测的装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明，以使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，根据本技术一实施例的一种用于弓网离线温度检测的装置包括：紫外线传感器1、红外热成像模块2、高清数字成像模块3、地理信息定位模块4、弓网离线图像数据库5以及数据处理器服务器6。紫外线传感器1设置在受电弓支撑架71末端距离受电弓滑板72与接触线74(其悬挂于受力线75下方)的接触点73大约20厘米至50厘米处，用于在受电弓滑板72与接触线74脱离并产生电弧时，根据电弧发出的紫外线强度产生紫外探测信号，并通过蓝牙模块发送给数据处理服务器6。红外热成像模块2通过第一云台支撑杆21设置在水平距离受电弓滑板72与接触线74的接触点73一米处，用于获取热图像并通过RS485电缆发送给数据处理服务器6。高清数字成像模块3通过第二云台支撑杆22设置在水平距离受电弓滑板72与接触线74的接触点73一米处且位于与红外热成像模块2相对的一侧。地理信息定位模块4设置在机车顶部76，用于获取随时间变化的地理信息。弓网离线图像数据库5和数据处理器服务器6均设置在机车顶部76的下方，例如检测机车车厢内的机房中。数据处理器服务器6用于在根据紫外探测信号和热图像确定出现弓网离线的时间，并同时启动高清数字成像模块3以获取弓网离线时的图像，并将该时间对应的地理信息与弓网离线图像合并保存在弓网离线图像数据库5中。在优选的实施例中，上述装置可以进一步包括PCIE封装的LTE4G全网通无线通信模块8，用于将弓网离线图像数据库5中特定的弓网离线图像发送给远端检测控制中心并接收控制指令信号。为了在隧道环境或者夜晚获取清楚的图像，该装置可以进一步包括独立光源，用于在启动高清数字成像模块的同时提供光能，且独立光源的闪光持续时间为0.025～0.05微秒，色温为5600K。并且，该装置可以进一步包括不间断电源UPS，用于为该装置的其他各个组件提供电能，从而不收检测机车受电弓离线的干扰，进一步提高检测的可靠性。在具体的实施例中，上述红外热成像模块可以包括定焦光学镜头、光电转换电路、以及信号放大处理电路，用于以3000Hz的帧率生成光学镜头焦距位置处波长范围0.7～1.1μm的热图像。对应地，第一云台支撑杆外侧可以设置铝合金水冷套接管，并与机车顶部的水冷接口固定连接，从而实现对红外热成像模块的快速降温，提高装置的可靠性。紫外线传感器可以采用表面封装式全耗尽型绝缘层上硅FD-SOI互补金属氧化物半导体CMOS。以上所述，仅为本技术具体实施方式的详细说明，而非对本技术的限制。相关
的技术人员在不脱离本技术的原则和范围的情况下，做出的各种替换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于弓网离线温度检测的装置，其特征在于，所述装置包括：红外热成像模块、紫外线传感器、高清数字成像模块、地理信息定位模块、弓网离线图像数据库以及数据处理器服务器；紫外线传感器设置在受电弓支撑架末端距离受电弓滑板与接触线的接触点第一距离处，用于在受电弓滑板与接触线脱离并产生电弧时，根据电弧发出的紫外线强度产生紫外探测信号，并通过蓝牙模块发送给数据处理服务器；红外热成像模块通过第一云台支撑杆设置在水平距离受电弓滑板与接触线的接触点第二距离处，用于获取热图像并通过RS485电缆发送给数据处理服务器；高清数字成像模块通过第二云台支撑杆设置水平距离受电弓滑板与接触线的接触点第三距离处且位于与红外热成像模块相对的一侧；地理信息定位模块设置在机车顶部，用于获取随时间变化的地理信息；弓网离线图像数据库和数据处理器服务器设置在检测机车的车厢内，数据处理器服务器用于根据紫外探测信号和热图像确定出现弓网离线的时间，并同时启动高清数字成像模块以获取弓网离线图像，并将该时间对应的地理信息与弓网离线图像合并保存在弓网离线图像数据库中。

【技术特征摘要】
1.一种用于弓网离线温度检测的装置，其特征在于，所述装置包括：红外热成像模块、紫外线传感器、高清数字成像模块、地理信息定位模块、弓网离线图像数据库以及数据处理器服务器；紫外线传感器设置在受电弓支撑架末端距离受电弓滑板与接触线的接触点第一距离处，用于在受电弓滑板与接触线脱离并产生电弧时，根据电弧发出的紫外线强度产生紫外探测信号，并通过蓝牙模块发送给数据处理服务器；红外热成像模块通过第一云台支撑杆设置在水平距离受电弓滑板与接触线的接触点第二距离处，用于获取热图像并通过RS485电缆发送给数据处理服务器；高清数字成像模块通过第二云台支撑杆设置水平距离受电弓滑板与接触线的接触点第三距离处且位于与红外热成像模块相对的一侧；地理信息定位模块设置在机车顶部，用于获取随时间变化的地理信息；弓网离线图像数据库和数据处理器服务器设置在检测机车的车厢内，数据处理器服务器用于根据紫外探测信号和热图像确定出现弓网离线的时间，并同时启动高清数字成像模块以获取弓网离线图像，并将该时间对应的地理信息与弓网离线图像合并保存在弓网离线图像数据库中。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫鑫，
申请(专利权)人：深圳新誉德泰技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44