[实用新型]一种弓网接触力监测系统

说明书

本实用新型公开了一种弓网接触力监测系统，包括依次连接的传感器采集模块、信号处理模块、AD转换模块、控制模块和RJ45以太网接口，传感器采集模块包括微型光纤光栅应变传感器、低温敏光纤光栅应变传感器和加速度传感器，低温敏光纤光栅应变传感器设置在受电弓碳滑板下部的两端，微型光纤光栅应变传感器沿垂直于受电弓轴线方向设置在低温敏光纤光栅应变传感器与受电弓的连接处，受电弓碳滑板下部还设有加速度传感器。本实用新型提供了一种准确有效的监测手段对接触网—受电弓之间的动态接触力进行实时监测，且结构简单、成本较低、适用范围广。

技术领域

本实用新型涉及工程力学计量技术领域，具体涉及一种弓网接触力监测系统。

背景技术

近年来，我国大力发展公共交通，地铁作为展示城市发展速度的窗口，其运营里程不断攀升。现有的地铁主要采用电力牵引，依靠受电弓在运行状态下从接触网获取电能，因此接触网-受电弓系统的取流质量对于地铁的安全运营至关重要。而作为弓网耦合系统的主要性能指标，受电弓与接触网之间的动态接触力直接影响弓网系统的取流质量。

列车在运行过程中，受电弓与接触网接触取流时，在受电弓和接触网间产生一个动态的相互作用，使得受电弓产生位移、弓网系统生成特定形态的振动，振动剧烈时，将造成受电弓碳滑板脱离接触导线的接触，形成弓网离线，产生拉弧现象，加速电器的绝缘损伤，产生电磁干扰影响列车通信，更为严重的情况下，会直接影响列车的取流，进而可能造成供电的瞬时中断，列车运行状态下降丧失牵引力和制动力；而弓网接触力过大，虽降低了离线现象发生的概率，但受电弓与接触网导线之间的磨耗增强，缩短受电弓碳滑板的使用寿命。因此，需要一种准确有效的监测手段对接触网—受电弓之间的动态接触力进行实时监测。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种弓网接触力监测系统，其目的在于提供一种准确有效的监测手段对接触网—受电弓之间的动态接触力进行实时监测。

本实用新型提供了一种弓网接触力监测系统，包括依次连接的传感器采集模块、信号处理模块、AD转换模块、控制模块和RJ45以太网接口；

所述传感器采集模块包括微型光纤光栅应变传感器、低温敏光纤光栅应变传感器和加速度传感器；所述低温敏光纤光栅应变传感器设置在受电弓碳滑板下部的两端，所述微型光纤光栅应变传感器沿垂直于受电弓轴线方向设置在低温敏光纤光栅应变传感器与受电弓的连接处；受电弓碳滑板下部还设有加速度传感器；

所述信号处理模块包括依次连接的信号放大单元和二阶滤波单元，所述信号放大单元包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第一放大器和数字电位器，所述第一放大器的反相输入端与传感器采集模块连接，第一放大器的同相输入端接地，第一放大器的反相输入端还与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与第一放大器的输出端连接，第一电容的第一端与第一电阻第一端连接，第一电容的第二端与第二电阻的第二端连接；第一放大器的输出端与二阶滤波单元的输入端连接，第一电阻的第二端还与数字电位器连接，数字电位器的控制端与控制模块连接；

所述二阶滤波单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容和第二放大器，第三电阻的第一端与第一放大器的输出端连接，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，第四电阻的第二端与第二放大器的同相输入端连接；第四电阻的第二端还与第二电容的第一端连接，第二电容的第二端接地；第三电阻的第二端还与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与第二放大器的输出端连接；第五电阻的第一端与第二放大器的反相输入端连接，第五电阻的第二端接地；第五电阻的第一端还与第六电阻的第一端连接，第六电阻的第二端与第二放大器的输出端连接，第二放大器的输出端还与AD转换模块连接。

优选地，所述微型光纤光栅应变传感器的型号为JMFSS-02。

优选地，所述低温敏光纤光栅应变传感器的型号为JFSS-04。

优选地，所述加速度传感器的型号为JFACC-02。