[发明专利]非接触式弓网燃弧检测系统

说明书

技术领域

本发明属于接触网检测技术领域，具体地讲，涉及一种非接触式弓网燃弧检测系统。

背景技术

随着我国高速铁路的发展，弓网系统运行状态的定期检测对我国铁路运行安全和国民经济发展具有重要的意义。弓网燃弧状态可以综合反映弓网动态接触性能，是弓网状态检测系统关注的重点。实现高效、精确、经济的弓网燃弧非接触检测装置是弓网燃弧检测中的急需解决的重要问题。受电弓离线时产生火花、电弧的同时发出强烈的紫外光。基于紫外光信号的电弧检测是实现弓网燃弧现象的一种有效方法。

现有的非接触式弓网燃弧检测系统具有以下问题：(1)系统成本高。现有技术中的光学成像测量装置与紫外光电传感装置通过UV光纤连接。光学成像测量装置安装在列车顶部，紫外光电传感装置被安装放在车内。虽然紫外传感器安放在车体内可大大减少了传感器受到强电压、强磁场等其他因素的干扰，但是UV光纤是普通光纤价格的几十倍甚至几百倍，这使得系统的成本增加；(2)系统探测灵敏度低。弓网燃弧的紫外光信号与受损严重程度相关，光信号强弱不定。直接将紫外光信号转化为电信号的方式会导致微弱放电点未能被有效检测到从而影响了系统的探测灵敏度。(3)系统不具备自检功能，不能随时检测系统本身是否能正常运行。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高灵敏度、能够自检的非接触式弓网燃弧检测系统。

本发明提供了一种非接触式弓网燃弧检测系统，所述非接触式弓网燃弧检测系统包括：光收集及转换装置，用于对接收到的光进行聚焦且用于将紫外光转换成可见光；光电转换电路，用于将所述可见光转换成电信号；信号处理装置，用于根据检测到的电信号来判断燃弧强度并进行定位和记录；自检信号发生装置，用于产生自检可见光信号，所述光学收集及荧光转换系统还用于收集所述自检可见光信号，所述光电转换电路还用于将所述自检可见光信号转化为自检电信号，所述信号处理装置还用于检测是否接收到所述自检电信号。

进一步地，所述非接触式弓网燃弧检测系统还包括设置在所述光收集及转换装置和所述光学传感器及驱动电路之间的光纤，所述光纤用于将所述光收集及转换装置形成的可见光传输至所述光电转换电路中。

进一步地，所述光收集及转换装置包括光学镜头、荧光层以及设置在所述光学镜头和所述荧光层之间的滤光片；

所述光学镜头用于接收外界产生的光，所述滤光片用于过滤所述光学镜头收集的光以得到短紫外波段的紫外光，所述荧光层用于接收紫外光并激发产生可见光，所述光学镜头还用于将所述荧光层转换形成的可见光聚焦至所述光纤，所述光纤用于将所述可见光传输至所述光电转换电路中；

所述光纤还用于传输自检可见光信号至所述光学镜头，所述光学镜头还用于反射且聚焦部分自检可见光信号至所述光纤，所述光纤还用于将所述光学镜头反射且聚焦得到的自检可见光信号传输至所述光电转换电路。

进一步地，所述光收集及转换装置具有一开放端的收容腔，所述光学镜头封闭所述开放端，所述滤光片和所述荧光层收容于所述收容腔内，所述光学镜头和所述滤光片相互平行。

进一步地，所述收容腔具有与所述开放端相对的底端，所述光纤连接于所述底端，所述荧光层设置在所述底端和所述滤光片之间。

进一步地，所述光纤延伸至所述收容腔内，所述光纤包括一相对于所述滤光片的入光面，所述荧光层贴附于所述入光面上。

进一步地，所述光收集及转换装置包括光学镜头、设置在所述光学镜头表面上的光学薄膜、以及荧光层；

所述光学薄膜用于过滤接收到的光以得到紫外光，所述光学镜头用于收集所述光学薄膜过滤得到的紫外光，所述荧光层用于将所述紫外光转换成可见光，所述光学镜头还用于将所述荧光层转换形成的可见光聚焦至所述光纤，所述光纤用于将所述可见光传输至所述光电转换电路中。

进一步地，所述光收集及转换装置具有一开放端的收容腔，所述光学镜头封闭所述开放端，所述荧光层收容于所述收容腔内，所述光学薄膜设置于所述光学镜头背对所述荧光层的一侧。

进一步地，所述收容腔具有与所述开放端相对的底端，所述光纤连接于所述底端，所述荧光层设置在所述底端和所述光学镜头之间。

进一步地，所述光纤延伸至所述收容腔内，所述光纤包括一相对于所述光学镜头的入光面，所述荧光层贴附于所述入光面上。

本发明的有益效果：