本發(fā)明屬于地鐵供電安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地鐵絕緣節(jié)軌道電壓電流錄波裝置。

背景技術(shù)：

城市軌道交通采用直流牽引供電，電流從直流牽引變電所流經(jīng)接觸網(wǎng)、機(jī)車和軌道，回流至直流牽引變電所。一條城市軌道交通線路由多個(gè)直流牽引變電所分開供電，不同的供電區(qū)間由設(shè)置在地鐵軌道上的絕緣節(jié)分開。

當(dāng)機(jī)車的車輪通過絕緣節(jié)行至下一段軌道的時(shí)候，由于相鄰的直流牽引變電所的電位不同，有可能會導(dǎo)致車輪與下一段軌道產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象。這種放電現(xiàn)象，對牽引變電所和機(jī)車的安全運(yùn)行造成了一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種地鐵絕緣節(jié)軌道電壓電流錄波裝置，其的具體實(shí)施方案如下：

一種地鐵絕緣節(jié)軌道電壓電流錄波裝置，其包括數(shù)字信號處理器及與所述數(shù)字信號處理器連接的外圍模塊，所述外圍模塊包括開關(guān)量輸入模塊、電壓采樣模塊、電流采樣模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊及電源模塊；所述電壓采樣模塊與設(shè)置在所述地鐵絕緣節(jié)前后兩側(cè)的觸點(diǎn)連接，其按預(yù)設(shè)采樣頻率對所述地鐵絕緣節(jié)前后兩側(cè)的電壓進(jìn)行采樣，所述電流采樣模塊與所述地鐵軌道連接，其按所述預(yù)定采樣頻率對所述地鐵軌道上的電流進(jìn)行采樣；所述開入量采集模塊與外部超聲測距裝置連接，當(dāng)機(jī)車距所述地鐵絕緣節(jié)的距離達(dá)到預(yù)定值時(shí)，所述超聲測距裝置發(fā)送到達(dá)信號至所述開關(guān)量輸入模塊，所述開關(guān)量輸入模塊發(fā)送開入信號至所述數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器控制所述電壓采樣模塊及所述電流采樣模塊開始采樣并將電壓采樣值及電流采樣值發(fā)送給所述數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器基于電壓采樣值及電流采樣值生成電壓波形及電流波形；所述數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲所述電壓采樣值數(shù)據(jù)及電流采樣值數(shù)據(jù)。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述外圍模塊還包括顯示模塊，所述顯示模塊用于顯示所述電壓波形及電流波形。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述外圍模塊還包括通信模塊，所述通信模塊用于將所述電壓采樣值數(shù)據(jù)及電流采樣值數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)方的后臺系統(tǒng)。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述圍模塊還包括有按鍵輸入模塊，所述按鍵輸入模塊用于設(shè)置所述預(yù)設(shè)采樣頻率。

可見，當(dāng)機(jī)車距離絕緣節(jié)的距離達(dá)到預(yù)定距離時(shí)，本發(fā)明的錄波裝置開始對絕緣節(jié)前后兩側(cè)軌道的電壓差及軌道上的電流進(jìn)行采樣并形成電壓波形及電流波形，以方便于工作人員分析軌道交通的運(yùn)行情況并及時(shí)處理，提升安全運(yùn)行水平。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明提供的地鐵絕緣節(jié)軌道電壓電流錄波裝置的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2為本發(fā)明提供的地鐵絕緣節(jié)軌道電壓電流錄波裝置的應(yīng)用原理圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，本發(fā)明提供的地鐵絕緣節(jié)軌道電壓電流錄波裝置100(簡稱錄波裝置100)，包括數(shù)字信號處理器101及與所述數(shù)字信號處理器100連接的外圍模塊，所述外圍模塊包括開關(guān)量輸入模塊102、電壓采樣模塊103、電流采樣模塊104、顯示模塊105、通信模塊106、數(shù)據(jù)存儲模塊107、電源模塊108及按鍵輸入模塊109。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明的數(shù)字信號處理器101選用飛思卡爾公司生產(chǎn)的MK60DN512VLQ10處理芯片,MK60DN512VLQ10擁有豐富的GPIO接口，并再帶有兩個(gè)ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換)芯片。

所述電壓采樣模塊103的一端與所述數(shù)字信號處理器101的一個(gè)ADC芯片連接，另一端與設(shè)置在所述地鐵絕緣節(jié)前后兩側(cè)的觸點(diǎn)連接以測得所述地鐵絕緣節(jié)前后兩側(cè)的電壓，所述電壓采樣模塊103按著預(yù)設(shè)采樣頻率對所述地鐵絕緣節(jié)前后的一端與所述數(shù)字信號處理器101的一個(gè)ADC芯片上兩側(cè)的電壓進(jìn)行采樣并將模擬的電壓采樣值發(fā)送至ADC芯片，ADC芯片將模擬的電壓采樣值準(zhǔn)換為數(shù)字的電壓采樣值。所述電流采樣模塊104的一端與所述數(shù)字信號處理器101的另一個(gè)ADC芯片連接，另一端與地鐵絕緣節(jié)后側(cè)的地鐵軌道連接，其按所述預(yù)定采樣頻率對所述地鐵軌道上的電流進(jìn)行采樣并將模擬的電流采樣值發(fā)送至ADC芯片，ADC芯片將模擬的電流采樣值準(zhǔn)換為數(shù)字的電流采樣值。

所述開關(guān)量輸入模塊102連接在所述數(shù)字信號處理器101的一個(gè)GPIO接口上，并與外部的超聲測距裝置連接。

當(dāng)機(jī)車距所述地鐵絕緣節(jié)的距離達(dá)到預(yù)定值時(shí)，所述超聲測距裝置發(fā)送到達(dá)信號至所述開關(guān)量輸入模塊102，所述開關(guān)量輸入模塊102發(fā)送開入信號至所述數(shù)字信號處理器101，所述數(shù)字信號處理器101控制所述電壓采樣模塊及所述電流采樣模塊開始采樣，并將電壓采樣值及電流采樣值發(fā)送給所述數(shù)字信號處理101，所述數(shù)字信號處理器101基于電壓采樣值及電流采樣值生成電壓波形及電流波形以實(shí)現(xiàn)錄波功能。

所述數(shù)據(jù)存儲模塊107用于存儲所述電壓采樣值數(shù)據(jù)及電流采樣值數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)存儲模塊107采用SRAM存儲芯片IS62WV51216BLL，其容量達(dá)到64K×16位字長，具有存儲速度快、低功耗、掉電不丟失數(shù)據(jù)的顯著優(yōu)點(diǎn)。

所述顯示模塊105用于顯示所述電壓波形及電流波形，以便與工作人員實(shí)時(shí)觀察絕緣節(jié)前后兩側(cè)的電壓變化情況及鐵軌上的電流變化情況。

所述通信模塊106通過以太網(wǎng)將所述電壓采樣值數(shù)據(jù)及電流采樣值數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)方的后臺系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)歷史采樣數(shù)據(jù)的保存，并方便后臺系統(tǒng)進(jìn)行采用數(shù)據(jù)的深度分析。本實(shí)施例中，所述通信模塊106采用W5300網(wǎng)口芯片，該芯片是一款高性能的Internet連接芯片，其內(nèi)部集成10/100M以太網(wǎng)控制器，MAC和TCP/IP協(xié)議棧。本發(fā)明的地鐵絕緣節(jié)軌道電壓電流錄波裝置采用標(biāo)準(zhǔn)的ModBus TCP規(guī)約，可以方便地與外部的各類工業(yè)設(shè)備進(jìn)行通信。

按鍵輸入模塊109用于設(shè)置電壓采樣模塊103及電流采樣模塊104的預(yù)定采樣頻率、單次錄波時(shí)長等參數(shù)。本實(shí)施例中，本發(fā)明的錄波裝置100每次錄波可以錄128個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的錄波時(shí)長為20ms至500ms,單次錄波時(shí)長可達(dá)60ms。

參見圖2，其示出列本發(fā)明的錄波裝置100的應(yīng)用原理圖。如圖2所述，在一個(gè)具體應(yīng)用中，地鐵軌道200的每個(gè)絕緣節(jié)300旁邊均設(shè)置一個(gè)錄波裝置100及一個(gè)超聲波測距裝置400。

錄波裝置100的電壓采集模塊與對應(yīng)的絕緣節(jié)300前側(cè)的第一觸點(diǎn)301及后側(cè)的第二觸點(diǎn)302連接以采集該絕緣節(jié)300上的電壓值，錄波裝置100的電流采集模塊與該絕緣節(jié)200后側(cè)的第三觸點(diǎn)303連接以采集地鐵軌道上的電流值。錄波裝置100的開關(guān)量輸入模塊與對應(yīng)的超聲波測距裝置400無線連接。

當(dāng)機(jī)車500距離某個(gè)絕緣節(jié)300的距離達(dá)到預(yù)定值(由用戶在超聲波測距裝置400上進(jìn)行設(shè)置)時(shí)，對應(yīng)的超聲波測距裝置400發(fā)出到達(dá)信號給該絕緣節(jié)300旁邊的錄波裝置100，錄波裝置100開啟錄波功能。

本應(yīng)用中，所有的錄波裝置100均通過以太網(wǎng)與后臺系統(tǒng)600連接并將各自的錄波數(shù)據(jù)(電壓波形數(shù)據(jù)及電流波形數(shù)據(jù))發(fā)給至后臺系統(tǒng)600，后臺系統(tǒng)600分析每個(gè)絕緣節(jié)300對應(yīng)的錄波數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)地鐵軌道的電壓電流監(jiān)控。

可見，本發(fā)明的錄波裝置通過對地鐵絕緣節(jié)前后兩側(cè)軌道的電壓差及軌道上的電流進(jìn)行采樣并形成電壓波形及電流波形，方便了工作人員分析軌道交通的運(yùn)行情況，提升了地鐵的安全運(yùn)行水平。

以上，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。