虹科方案 | 高鐵受電弓振動(dòng)監(jiān)測(cè)解決方案

一、高鐵受電弓監(jiān)測(cè)面臨的挑戰(zhàn)

高速列車(chē)受電弓振動(dòng)導(dǎo)致接觸問(wèn)題，影響能源供應(yīng)穩(wěn)定性。風(fēng)速高時(shí)，受電弓產(chǎn)生振動(dòng)并磨損接觸面，影響與接觸網(wǎng)的良好接觸。

二、高鐵受電弓振動(dòng)監(jiān)測(cè)的構(gòu)想

開(kāi)發(fā)能夠檢測(cè)振動(dòng)并調(diào)節(jié)接觸力的測(cè)量系統(tǒng)，同時(shí)避免在行駛開(kāi)始時(shí)施加過(guò)大的接觸力。但由于高電壓和高電流，所有電子測(cè)量傳感器無(wú)法提供可靠數(shù)據(jù)。

三、虹科高鐵受電弓振動(dòng)監(jiān)測(cè)解決方案

為此，我們提供了一種光纖傳感器測(cè)量系統(tǒng)，可以提供不受干擾的可靠測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量頭（圖1）安裝在受電弓的左側(cè)和右側(cè)，并用特殊的電纜束帶固定。光纖電纜沿著受電弓延伸至列車(chē)車(chē)頂（圖2），然后通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的堅(jiān)固連接器引入車(chē)內(nèi)，連接到帶有激光源和評(píng)估電子設(shè)備的控制器（圖3）。評(píng)估單元提供與加速度成比例的模擬信號(hào)，每個(gè)g對(duì)應(yīng)100mV。該信號(hào)傳遞到受電弓的控制系統(tǒng)，根據(jù)需要調(diào)整接觸壓力。最大可測(cè)量的加速度為50g。

自2015年以來(lái)，該系統(tǒng)在惡劣的天氣條件下經(jīng)受了100倍的驗(yàn)證，并在實(shí)際應(yīng)用中得到了驗(yàn)證。

圖1 MEMS加速度計(jì)

圖2 帶光纖傳感器的受電弓

圖3 光纖控制器

四、測(cè)量原理

核心部件是一個(gè)具有反射表面的MEMS。通過(guò)一個(gè)棱鏡，入射光線被引導(dǎo)到鏡面上，以使反射光線以最大強(qiáng)度耦合到返回的光纖中。當(dāng)鏡面通過(guò)外部作用的加速度改變其軸線時(shí)，反射光線將被偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致評(píng)估單元中測(cè)得的光強(qiáng)度減小。這種減小與外部作用的加速度成正比。

MEMS傳感器截面

不同光強(qiáng)的反射光束

五、關(guān)鍵參數(shù)

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