一种轨非接触式微型分布燃弧检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种轨非接触式微型分布燃弧检测系统，基于目前检测算法的缺陷，采用非接触微型分布燃弧检测方法，可以在运营过程中对列车状态进行在线非接触式监测并对受电弓与接触线接触点产生的燃弧进行实时监测，可以准确地得到接触线与受电弓接触点的拉弧发生状况，通过燃弧发生时间、燃弧发生时长、燃弧强度的检测计算可以准确判断弓网关系的好坏，对人工复检提供有效的参考依据，可以针对性检测接触网关系，节约人工成本。FRP端口及防火墙的设置能有效地保障系统不受外界影响造成瘫痪。设置能有效地保障系统不受外界影响造成瘫痪。设置能有效地保障系统不受外界影响造成瘫痪。

【技术实现步骤摘要】
一种轨非接触式微型分布燃弧检测系统


[0001]本专利技术涉及接触网检测
，具体涉及一种轨非接触式微型分布燃弧检测系统。

技术介绍

[0002]在随着我国电气化铁路的不断提速和发展，高速状态下的弓网关系(受电弓和接触网在高速运动下的动态关系)对保障电气化铁路安全运行越来越重要。而弓网燃弧又是弓网关系的最重要指标之一，因此对弓网燃弧定时、定量的实时检测具有非常重要的实际意义。
[0003]传统的弓网燃弧检测主要通过紫外传感器检测、红外热成像仪检测或者紫外成像仪检测。采用紫外传感器检测，常常由于受到太阳光中的紫外线干扰，误报、漏报率非常大。采用红外热成像仪检测，由于是通过检测温度变化来间接检测弓网燃弧的，常常因为小的弓网燃弧引起的温度变化不明显而漏检；紫外成像仪检测时，在静止或者低速状态下对弓网燃弧定时、定量检测的效果比较理想，当紫外成像仪在安装在高速运行的列车上，由于受到列车振动等因素的影响，检测精度下降比较明显，而且长期的高速振动大大降低了紫外成像仪的使用寿命。与此同时，以目前的制造技术，紫外成像仪的制造成本非常高，在工业领域也不太适合大规模的推广使用。
[0004]如果能提供一种测量系统，该检测系统不影响列车原有的结构，能真实的准确的检测列车运行中燃弧的发生是很有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种轨非接触式微型分布燃弧检测系统监测系统，以解决如果相机的分辨率和帧率都比较高，则可能会导致计算速度小于相机抓图速度，不仅计算延迟，同时也增加了系统的负荷，造成更多的发热的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种轨非接触式微型分布燃弧检测系统，包括：车顶检测系统、车内计算处理系、无线传输模块以及工控机模块，所述车顶检测系统、车内计算处理系与工控机模块通过无线传输模块建立通信连接；
[0007]车顶监测系统主要用于燃弧的采集与传输，由微型燃弧传感器矩阵构成，微型燃弧传感器分布在受电弓周围，微型燃弧传感器用于针对受电弓与接触线接触点进行监测，将监测到的燃弧信号通过RS485实时传输至车内计算处理系统；
[0008]车内计算处理系统用于对车顶监测系统监测到的燃弧数据进行处理分析计算并保存数值上传云端，主要分为工控机模块和无线传输模块；
[0009]工控机模块为一台高功能工控机，用于处理计算车顶监测系统所采集到的燃弧信号，得到燃弧信号后根据微型燃弧传感器输出的燃弧时长与燃弧强度进行分析计算，得到燃弧发生的准确时长、强度及发生时间，并对计算出的数据进行保存；
[0010]微型燃弧传感器由加装滤光片检测固定波长的硅光管通过运放至单片机，再由单
片机进行初步分析计算，计算后的结果通过RS485信号传输至车内；
[0011]采用轨非接触式微型分布燃弧检测系统的检测方法具体包括以下步骤：
[0012]步骤1：微型燃弧传感器均匀分布在受电弓周围；
[0013]步骤2：微型燃弧传感器在受电弓周围360
°
超过5000HZ采集受电弓与接触线接触点的燃弧产生；
[0014]步骤3：有燃弧发生后，所有能采集到燃弧的微型燃弧传感器进行初步分析计算出当前检测到的燃弧强度、时长并记录燃弧发生时间，通过RS485信号传输至车内处理系统；
[0015]步骤4：车内处理系统中的工控机模块通过工控机对得到的所有微型燃弧传感器RS485信号进行处理计算得到的数据进行保存；
[0016]步骤5：无线传输模块通过4G无线网络FRP端口配置防火墙将工控机使用以太网传输来的数据上传云端。
[0017]优选的，车内处理系统中的工控机模块通过工控机对得到的所有微型燃弧传感器RS485信号进行处理计算得到的数据进行保存，还包括；
[0018]得到的所有检测到燃弧的微型传感器数据进行燃弧发生时间判断出最早监测到的时间戳，该时间戳为此次燃弧发生的时间并记录；
[0019]记录得到所有监测到燃弧的微型燃弧传感器数据中燃弧最迟结束的时间戳，该时间戳为此次燃弧结束时间并记录；
[0020]根据燃弧最早发生时间、燃弧结束最晚时间计算出此次燃弧发生时长；
[0021]根据所有检测到燃弧的微型燃弧传感器检测到的最大强度为此次燃弧发生的强度。
[0022]优选的，无线传输模块，包括；
[0023]无线传输模块为4G路由器和天线，工控机模块与4G路由器通过以太网连接，数据通过路由器上传云端，无线传输模块用于将工控机数据上传云端是云服务器。
[0024]优选的，云服务器，包括；
[0025]云端服务器用于燃弧发生时间、燃弧发生时长、燃弧强度数据进行备份存储和查询。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是基于目前检测算法的缺陷，采用非接触微型分布燃弧检测方法，可以在运营过程中对列车状态进行在线非接触式监测并对受电弓与接触线接触点产生的燃弧进行实时监测，可以准确地得到接触线与受电弓接触点的拉弧发生状况，通过燃弧发生时间、燃弧发生时长、燃弧强度的检测计算可以准确判断弓网关系的好坏，对人工复检提供有效的参考依据，可以针对性检测接触网关系，节约人工成本。FRP端口及防火墙的设置能有效地保障系统不受外界影响造成瘫痪。
附图说明
[0027]图1为本专利技术轨非接触式微型分布燃弧检测系统示意图；
[0028]图2为本专利技术轨非接触式微型分布燃弧检测系统的车顶系统示意图；
[0029]图3为本专利技术轨非接触式微型分布燃弧检测系统的车内计算处理系统示意图；
[0030]图4为本专利技术轨非接触式微型分布燃弧检测方法的流程图。
具体实施方式
[0031]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。
[0032]本专利技术提供下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0033]参见图1，为本专利技术的系统示意图，一种列车行驶中非接触式微型分布燃弧检测方法及装置，包括车顶监测系统和车内计算处理系统。
[0034]车顶监测系统主要用于燃弧的采集与传输，由多个微型燃弧传感器构成。微型燃弧传感器分布在受电弓周围。主要针对受电弓与接触线接触点进行监测，将监测到的燃弧信号通过RS485实时传输至车内计算处理系统。
[0035]车内计算处理系统参见图2，包括有传输用的以太网网线、工控机、4G路由器和天线构成。用于对数据的储存以及转发。无线通信模块，用于将工控机数据上传云端，云端服务器用于燃弧发生时间、燃弧发生时长、燃弧强度数据进行备份存储和查询。
[0036]一种非接触式微型分布燃弧检测系统，包括车顶监测系统和车内计算处理系统。
[0037]车顶监测系统主要用于燃弧的采集与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨非接触式微型分布燃弧检测系统，其特征在于：包括：车顶检测系统、车内计算处理系、无线传输模块以及工控机模块，所述车顶检测系统、车内计算处理系与工控机模块通过无线传输模块建立通信连接；车顶监测系统主要用于燃弧的采集与传输，由微型燃弧传感器矩阵构成，微型燃弧传感器分布在受电弓周围，微型燃弧传感器用于针对受电弓与接触线接触点进行监测，将监测到的燃弧信号通过RS485实时传输至车内计算处理系统；车内计算处理系统用于对车顶监测系统监测到的燃弧数据进行处理分析计算并保存数值上传云端，主要分为工控机模块和无线传输模块；工控机模块为一台高功能工控机，用于处理计算车顶监测系统所采集到的燃弧信号，得到燃弧信号后根据微型燃弧传感器输出的燃弧时长与燃弧强度进行分析计算，得到燃弧发生的准确时长、强度及发生时间，并对计算出的数据进行保存；微型燃弧传感器由加装滤光片检测固定波长的硅光管通过运放至单片机，再由单片机进行初步分析计算，计算后的结果通过RS485信号传输至车内；采用轨非接触式微型分布燃弧检测系统的检测方法具体包括以下步骤：步骤1：微型燃弧传感器均匀分布在受电弓周围；步骤2：微型燃弧传感器在受电弓周围360
°
超过5000HZ采集受电弓与接触线接触点的燃弧产生；步骤3：有燃弧发生后，所有能采集到燃弧的微型燃弧传感器进行初步分析计算出当前检测到的燃弧强度、时长并记录燃弧发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭东，王奎，赵晓敏，解晨，
申请(专利权)人：上海天链轨道交通检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：