[发明专利]动车组气动设备气体泄漏无源检测装置及方法

说明书

本发明涉及动车组气动设备气体泄漏无源检测装置及方法，其将四个超声传感器组成传感阵列，通过探测超声波信号，间接探测是否存在高压气体泄漏点，实现动车组压缩空气早期泄露故障的检测。针对高铁动车复杂的工作环境，本发明提出一种无源超声光学超声传感器，具有抗电磁干扰，可靠性高的优点。通过采用波分复用技术，实现所有超声传感器共用一个光源，降低系统的成本。采用微波调制，相位解调的方法，具有检测灵敏度高的优点。本发明的无源超声波泄漏点检测方案，具有无源、抗电磁干扰、可靠性高等优点，尤其适合高铁动车电磁环境复杂的场合。

技术领域

本发明属于列车故障检测技术领域，涉及动车组气动设备气体泄漏无源检测装置及方法。

背景技术

高铁动车组众多关键系统需要使用到压缩气体，如动车组的制动系统、受电弓、主断路器、空气弹簧、雨刷器、车钩、汽笛、卫生间、空调系统的风门控制等，均需使用到压缩空气。压缩空气为制动系统的制动控制以及基础制动装置实现制动所需的制动力提供“源动力”，压缩空气密闭性能直接影响动车组的运行性能。稳定的压缩空气供给，是保证动车组众多关键系统良好运行及工作的基础。因此，每天均需耗费大量的人力对动车组的压缩气体管路进行测试，防止出现泄漏点。

然而传统的压力检测方式，灵敏度较低，无法对微小的泄露进行检测。而采用麦克风检测的方式，极易受环境声音的影响，也无法对微弱的泄露点进行检测。因此，目前高速动车组的压缩空气泄漏的检测方法仍然使用气泡法、涂抹法等传统检测方法，即将液体肥皂涂抹在压缩气体管路，检测是否存在泄漏点。但是，这些检测方法周期长、精度低、检测结果极大依赖于工作人员的经验。因此，存在着极大的安全隐患。此外，由于高铁动车所处的电磁环境复杂，包含各类高低压设备，因此传统的有源电子式传感器存在潜在的风险，其可靠性也存疑。

发明内容

本发明针对现有动车组压缩气体管路泄漏点检测存在周期长、检测环境电磁干扰，提出动车组气动设备气体泄漏无源检测装置及方法。

本发明采用如下技术方案：

动车组气动设备气体泄漏无源检测装置，包括宽带光源、光耦合器、第一超声传感器、第二超声传感器、第三超声传感器、第四超声传感器、驱动单元、解复用器、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器、第四光电探测器和信号处理单元；所述宽带光源的输出光端口与所述光耦合器的光端口相连，所述宽带光源的输入电端口与所述驱动单元的输出电端口相连；所述第一超声传感器、所述第二超声传感器、所述第三超声传感器、所述第四超声传感器和所述解复用器的光端口分别与所述光耦合器的光端口相连；所述第一光电探测器、所述第二光电探测器、所述第三光电探测器和所述第四光电探测器各自的输入电端口分别与所述解复用器的输出光端口相连；所述信号处理单元分别与所述第一光电探测器、所述第二光电探测器、所述第三光电探测器、所述第四光电探测器和所述驱动单元的电端口相连。

进一步地，超声传感器包括光纤、透镜、滤波反射薄膜和振动薄膜，所述滤波反射薄膜喷涂在所述振动薄膜内侧面上，所述透镜一侧正对着所述滤波反射薄膜，所述透镜另一侧与所述光纤的一个光端口相连；所述第一超声传感器、所述第二超声传感器、所述第三超声传感器和所述第四超声传感器各自的滤波反射薄膜反射光波的波长各不相同。

进一步地，四个超声传感器呈十字敷设，构成超声波探测阵列。