一种受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车技术方案

本实用新型专利技术提供了一种受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车，受电弓磨损面上开有至少两个平行凹槽，每个凹槽内均设有光纤光栅，光纤光栅通过传输光缆与光纤光栅解调仪连接；本实用新型专利技术结合光纤光栅功能特性和线径较小的特点，实现了受电弓碳滑板磨损定量监测和定位监测。定位监测。定位监测。

【技术实现步骤摘要】
一种受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车


[0001]本技术涉及磨损监测
，特别涉及一种受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]光纤传感技术以无源的光纤传感器为感知元件，因其独有的不带电监测、长距离传输、抗电磁干扰、本质安全以及系统容量大的优点，在易燃易爆场所监测预警、矿山安全生产、周界安防、军事国防等领域发挥了重大的作用。在某些特殊场因光纤传感技术的特殊性，发挥了巨大作用，且具有传统电子传感器无法比拟的特点。
[0004]目前常规受电弓碳刷板磨损监测有人工监测方式、激光监测方式、超声监测方式及图像分析监测四种监测方式。
[0005]本技术专利技术人发现，因受电弓部位有强电压和电流，高铁接触网电压2.5万V，弓网接触电流500A，且受电弓所处工作环境多样及环境温湿状况多变等特点，常规受电弓监测方式存在以下弊端：(1)人工监测方式存在效率低、耗时长、无法实现在线监测等弊端；(2)激光监测方式造价昂贵且受光照影响较大，无法实现在线监测等弊端；(3)超声监测方式对被监测物体表面光洁度具有严格要求，无法实现在线监测；(4)图像分析监测方式的监测效果受限于图像处理技术，存在较大监测误差且无法实现在线监测；(5)常规监测设备带电很难将设备引入机车内部，电子监测设备也易受电磁干扰使用效果差，因此现有的方式大多无法实现在线监测。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本技术提供了一种受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车，结合光纤光栅功能特性和线径小的特点，实现了受电弓碳滑板磨损定量监测和定位监测。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]本技术第一方面提供了一种受电弓磨损在线诊断监测系统。
[0009]一种受电弓磨损在线诊断监测系统，受电弓磨损面上开有至少两条平行凹槽，每个凹槽内均设有光纤光栅，光纤光栅通过传输光缆与光纤光栅解调仪连接。
[0010]作为可能的一些实现方式，任意相邻平行凹槽之间的间距相同。
[0011]作为可能的一些实现方式，光纤光栅包括多个串接在光纤上的光栅。
[0012]作为进一步的限定，各个光栅的波长不同。
[0013]作为进一步的限定，任意相邻的两个光栅之间的间距相同。
[0014]作为可能的一些实现方式，所述光纤光栅通过粘接的方式耦合固定在凹槽内。
[0015]作为可能的一些实现方式，凹槽的开槽方向垂直于摩擦方向。
[0016]作为可能的一些实现方式，所述凹槽为与光纤光栅匹配的方形槽或者矩形凹槽或者倒梯形凹槽。
[0017]作为可能的一些实现方式，光纤光栅解调仪与可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)通信连接。
[0018]作为可能的一些实现方式，传输光缆为光纤光栅。
[0019]作为进一步的限定，传输光缆包括多个串接在光纤上的光栅。
[0020]作为更进一步的限定，传输光缆的各个光栅的波长不同。
[0021]作为更进一步的限定，传输光缆的任意相邻的两个光栅之间的间距相同。
[0022]本技术第二方面提供了一种电力牵引机车，包括本技术第一方面所述的受电弓磨损在线诊断监测系统。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0024]1、本技术所述的受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车，结合光纤光栅功能特性和线径较小的特点，实现了受电弓碳滑板磨损定量监测和定位监测。
[0025]2、本技术所述的受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车，通过返回光波波长及光波强度信息的变化实时在线监测，可精准的定量监测磨损程度，可精准的定位监测磨损位置，可判断是否为光纤自身断裂。
[0026]3、本技术所述的受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车，结合光纤光栅特性，可进行多参数、大容量的实时在线监测；且光纤光栅自身为传感元器件，可全程实现无源在线监测，能够应对高铁、地铁等高压环境下的实时监测工作，解决了电子传感器绝缘问题。
[0027]4、本技术所述的受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车，光纤光栅自身为传感元器件及传输线缆，光缆整体不导电，能够应对信号传输过程中因高强度电磁干扰所造成的信号损失。
[0028]5、本技术所述的受电弓磨损在线诊断监测系统及电力牵引机车，光纤光栅直接铺设于垂直于被监测物体摩擦力方向的侧面内，因光纤线径窄，安装耦合光纤光栅不破坏被监测物的自身结构，解决了因安装传感器破坏其原有组成等问题。
[0029]本技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0030]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0031]图1为本技术实施例1提供的受电弓磨损在线诊断监测系统原理图。
[0032]图2为本技术实施例1提供的受电弓磨损在线诊断监测系统原理侧视图。
[0033]图3为本技术实施例1提供的受电弓磨损在线诊断监测系统的整体示意图。
[0034]图4为本技术实施例1提供的被磨损物不同磨损状态下示意图(a)。
[0035]图5为本技术实施例1提供的被磨损物不同磨损状态下示意图(b)。
[0036]图6为本技术实施例1提供的被磨损物不同磨损状态下示意图(c)。
[0037]图中，1、光栅；2、磨损面；3、被磨损物；4、凹槽；5、光纤；5
‑
1、光纤1；5
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2、光纤2；5
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3、光纤3；5
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4、光纤4；5
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5、光纤5；5
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6、光纤6；5
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7、光纤7；5
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8、光纤8；5
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9、光纤9；6、光纤光栅解调仪；7、PLC；8、光栅1；9、光栅2；10、光栅3；11、磨损位；12、光栅4；13、光栅5；14、光栅6；15、光栅7；16、光栅8；17、光栅N；18、光栅N+1；19、磨损位；20、光栅N+2。
具体实施方式
[0038]下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。
[0039]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0040]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种受电弓磨损在线诊断监测系统，其特征在于，受电弓磨损面上开有至少两个平行凹槽，每个凹槽内均设有光纤光栅，光纤光栅通过传输光缆与光纤光栅解调仪连接。2.如权利要求1所述的受电弓磨损在线诊断监测系统，其特征在于，光纤光栅包括多个串接在光纤上的光栅。3.如权利要求2所述的受电弓磨损在线诊断监测系统，其特征在于，各个光栅的波长不同。4.如权利要求2所述的受电弓磨损在线诊断监测系统，其特征在于，任意相邻的两个光栅之间的间距相同。5.如权利要求1所述的受电弓磨损在线诊断监测系统，其特征在于，所述光纤光栅通过粘接的方式耦合固定在凹槽内；或者，凹槽的开槽方向垂直于摩擦方向；或者，光纤光栅解调仪与可编程逻辑控制器通信连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣先，柳春，齐晓平，王守波，卢正勇，曹鲁，姜龙，刘统玉，
申请(专利权)人：山东微感光电子有限公司，
类型：新型
国别省市：