[发明专利]接触网支架松动智能监测装置、在线监测系统及其方法

权利要求书

1.一种接触网支架松动智能监测装置，其特征在于，包括数据采集单元、数据处理单元、存储单元和信号输入输出单元；

所述数据采集单元，采集待测接触网支架在X、Y、Z三轴方向的加速度值，包含接触网支架自身重力加速度在三轴方向的水平的分量以及接触网支架在三轴方向的振动量；

所述存储单元，记录初始三轴角度、初始振动量特征值，以及预先设定的角度差阈值和振动量特征值差阈值；

所述数据处理单元，对采集到的三轴加速度值进行分析处理得到实时三轴角度和实时振动量特征值，将实时三轴角度和初始三轴角度之间的三轴角度差以及实时振动量特征值与初始振动量特征值之间的振动量特征值差分别与预先设定的角度差阈值和振动量特征值差阈值进行比较，并得到反应其所监测的接触网支架松动情况的输出信号；

所述信号输入输出单元，提供与上位机通信的信号传输接口。

2.一种接触网支架松动在线监测系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的多个智能监测装置、传输电缆和上位机，智能监测装置布置于接触网支架上，并通过传输电缆并联后与上位机连接通信，上位机根据各智能监测装置的输出信号形成反应各接触网支架松动情况的报警提示。

3.如权利要求2所述的在线监测系统，其特征在于，所述上位机配置有处理器及用于报警提示的报警装置和/或人机界面。

4.如权利要求2所述的在线监测系统，其特征在于，各智能监测装置通过传输电缆并联后通过RS485总线与上位机连接通信。

5.一种接触网支架松动在线监测方法，其特征在于，包括多个如权利要求1所述的智能监测装置、传输电缆和上位机；智能监测装置布置于接触网支架上，并通过传输电缆并联后与上位机连接通信，包括以下阶段：

采集分析阶段：各智能监测装置通过感知其所监测的接触网支架的三轴角度和振动量特征值的变化来分析判断接触网支架的松动情况，并得到反应该接触网支架松动情况的输出信号；

上位机轮询阶段：上位机采用轮询方式从各智能监测装置获取反应各接触网支架松动情况的输出信号，并根据各智能监测装置的输出信号形成相应的报警提示。

6.如权利要求5所述的在线监测方法，其特征在于，采集分析阶段具体包括：

采集其所监测的接触网支架在X、Y、Z三轴方向的加速度值；

对采集到的加速度值进行分析处理得到实时三轴角度和实时振动量特征值；

分别计算实时三轴角度和初始三轴角度之间的角度差及实时振动量特征值与初始振动量特征值之间的振动量特征值差；

将角度差和振动量特征值差分别与预先设定的角度差阈值和振动量特征值差阈值进行比较和分析，从而得到反应接触网支架松动情况的输出信号。

7.如权利要求6所述的在线监测方法，其特征在于，在角度差达到预先设定的角度差阈值且振动量特征值差达到预先设定的振动量特征值差阈值时，智能监测装置输出的反应接触网支架松动情况的输出信号为用于提示用户关注的接触网支架松动报警信号。

8.如权利要求6或7所述的在线监测方法，其特征在于，通过FFT处理将采集到的三轴方向的加速度值解析得到三轴方向的频谱，所述频谱包括直流分量和非直流分量，通过直流分量计算接触网支架的实时三轴角度，通过非直流分量计算接触网支架在三轴方向的振动量特征值。

9.如权利要求6或7所述的在线监测方法，其特征在于，所述振动量特征值可以是对频谱中非直流部分取和，也可以是频谱中频率和振动大小的乘积和。

10.如权利要求6或7所述的在线监测方法，其特征在于，在初始化过程中，将被测接触网支架在列车经过后的最大三轴角度和最大振动量特征值作为初始三轴角度和初始振动量特征值。