【技术实现步骤摘要】
基于光谱诊断的非接触式弓网燃弧能量检测装置及方法
本专利技术涉及电气化铁路系统测量
，具体涉及一种基于光谱诊断的非接触式弓网燃弧检测能量装置及方法。
技术介绍
高速铁路因其速度快、污染小、载运量大等优点，在全世界范围内得到了广泛应用。受电弓是高速动车组从接触网获取电能的关键组成部件。受电弓与接触网间良好的动态接触性能是列车安全运行的基本保障。随着列车速度的不断提升，受电弓和接触网之间的振动会加剧，弓网离线现象愈发频繁。当列车发生弓网离线时，会产生拉弧现象，弓网电弧会烧蚀接触线和受电弓滑板，产生高频噪声和过电压，前者会缩短受电弓的服役寿命，后者会对列车的通信系统和绝缘部件产生冲击，威胁列车的行车安全。因此，如何对弓网系统的受流质量进行实时在线监测，及时掌握弓网之间的接触状态和电弧的各项指标就显得尤为重要。目前国内成熟的弓网在线监测技术大都是通过检测弓网之间的压力大小或通过测量弓网电弧的电压电流来反映弓网的动态接触性能。通过测量弓网接触压力的检测方式改变了受电弓原有的结构，因此并不能真实地反映弓网的动态关系；通过测量弓网电弧的电流电压关系仅能定性分析电弧强弱，并...
【技术保护点】
1.一种基于光谱诊断的非接触式弓网燃弧能量检测装置，其特征在于，包括依次连接的光学采集系统、光电转换模块、前置放大电路模块、滤波器模块、实时AD转换模块、处理器模块、通信模块和上位机，所述光学采集系统设置在弓网系统后端，所述光电转换模块、前置放大电路模块、滤波器模块、实时AD转换模块、处理器模块和通信模块均设置在受电弓底部的车厢内；所述光学采集系统用于提取电弧发射光中特定波长的光线，得到光信号；所述光电转换模块用于将光信号转换为电信号；所述前置放大电路模块、滤波器模块和实时AD转换模块用于将电信号进行预处理；所述处理器模块用于根据预处理后的电信号进行计算得到燃弧平均温度和辐...
【技术特征摘要】
1.一种基于光谱诊断的非接触式弓网燃弧能量检测装置，其特征在于，包括依次连接的光学采集系统、光电转换模块、前置放大电路模块、滤波器模块、实时AD转换模块、处理器模块、通信模块和上位机，所述光学采集系统设置在弓网系统后端，所述光电转换模块、前置放大电路模块、滤波器模块、实时AD转换模块、处理器模块和通信模块均设置在受电弓底部的车厢内；所述光学采集系统用于提取电弧发射光中特定波长的光线，得到光信号；所述光电转换模块用于将光信号转换为电信号；所述前置放大电路模块、滤波器模块和实时AD转换模块用于将电信号进行预处理；所述处理器模块用于根据预处理后的电信号进行计算得到燃弧平均温度和辐照强度；所述通信模块用于将燃弧平均温度和辐照强度发送到上位机；所述上位机用于显示燃弧平均温度和辐照强度。2.根据权利要求1所述的基于光谱诊断的非接触式弓网燃弧能量检测装置，其特征在于，所述光学采集系统采集的光信号包括波长为510.55nm和521.82nm处的特征谱线光信号和波段在220nm-260nm处的紫外线光信号。3.一种基于光谱诊断的非接触式弓网燃弧能量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、通过光学采集系统采集弓网燃弧的特征谱线光信号和紫外线光信号；所述特征谱线光信号包括波长为510.55nm的特征谱线光信号和波长为521.82nm的特征谱线光信号；S2、通过光电转换模块将采集到的特征谱线光信号和紫外线光信号转换为电信号；S3、通过前置放大电路模块、滤波器模块和实时AD转换模块对电信号进行预处理，得到预处理后的特征谱线电信号和紫外线电信号；S4、通过处理器模块利用预处理后的两路特征谱线电信号计算燃弧平均温度；S5、通过处理器模块利用预处理后的紫外线电信号计算燃弧辐照强度。4.根据权利要求3所述的基于光谱诊断的非接触式弓网燃弧能量检测方法，其特征在于，所述步骤S4中燃弧平均温度的计算公式为：上式中，T为燃弧平均温度，λ1为第一特征谱线光信号的波长，λ1＝521.82nm，λ2为第二特征谱线光信号的波长，λ2＝510.55nm，A1为第一特征谱线光信号原子从高能级向低能级的跃迁几率，A2为第二特征谱线光信号原子从高能级向低能级的跃迁几率，g1为第...
【专利技术属性】
技术研发人员：高国强，徐正，王渝淇，李婧祺，郭源，王唯宇，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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