本實用新型涉及一種接觸網(wǎng)硬點傳感器。

背景技術(shù)：

隨著我國列車時速的不斷提高，列車受電弓的安全性顯得越發(fā)重要。而接觸網(wǎng)硬點則是一直以來影響列車牽引受電弓網(wǎng)受流質(zhì)量的頑疾。接觸網(wǎng)硬點是機車在高速運行通過時，受電弓與接觸網(wǎng)的接觸力因外力突然發(fā)生變化的地點，是一種有威脅的物理現(xiàn)象，它會破壞弓網(wǎng)間的正常接觸和受流，加快導線和受電弓滑板的異常磨耗和撞擊性損害，常在這些部位造成火花或拉弧，甚至損傷接觸線和受電弓。

而目前階段，列車弓網(wǎng)硬點檢測裝置獲取接觸網(wǎng)硬點的方式多是通過裝置內(nèi)根據(jù)室內(nèi)測試加速度硬點閾值而預(yù)留間隙的彈簧片在遇到大于或等于與之相應(yīng)設(shè)定閾值的硬點時，由外力使其閉合與接觸點形成回路觸發(fā)硬點信號，或利用單軸加速度計進行單分向加速度閾值檢測判斷硬點。然而以上兩種弓網(wǎng)硬點檢測方式都存在著硬點檢測不準確、易誤觸發(fā)、設(shè)備檢測性能一致性差等諸多缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種接觸網(wǎng)硬點傳感器，以解決現(xiàn)有硬點檢測不準確的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種接觸網(wǎng)硬點傳感器，包括依次連接的加速度傳感器、放大電路、壓頻轉(zhuǎn)換器、光耦合器和單片機，以及分別與單片機連接的GPS定位器、電源單元、存儲單元、硬點信號輸出接口和顯示單元。

放大電路包括第一放大器A1、第二放大器A2和第三放大器A3；第一放大器A1的正輸入端通過第一電阻R1連接至加速度傳感器；第一放大器A1的負輸入端通過第二電阻R2接地，第一放大器A1的負輸入端通過第三電阻R3連接至第二放大器A2的輸出端；第二放大器A2的正輸入端與第三放大器A3的正輸入端連接；第二放大器A2的負輸入端通過第五電阻R5接地，第二放大器A2的負輸入端通過第一開關(guān)二極管D1連接至第二放大器A2的輸出端，第二放大器A2的負輸入端通過依次連接的第四電阻R4和第二開關(guān)二極管D2連接至第二放大器A2的輸出端；第三放大器A3的負輸入端通過第六電阻連接至第四電阻R4和第二開關(guān)二極管D2之間，第三放大器A3的負輸入端通過第七電阻R7連接至第三放大器A3的輸出端；第三放大器A3的輸出端連接至壓頻轉(zhuǎn)換器。

進一步地，電源單元包括主電池和備份電池，主電池分別與開機控制單元和單片機連接，開機控制單元分別連接至霍爾傳感器和單片機；備份電池通過備份電充電單元與單片機連接，備份電池的輸入端連接有備份電充電單元。

進一步地，壓頻轉(zhuǎn)換器為AD654芯片。

本實用新型的有益效果為：使用時將該傳感器安裝在檢測車上通過加速度傳感器采集弓網(wǎng)支架的加速度信號，采集到的加速度信號經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換后傳送至單片機，單片機將收到的加速度信號與預(yù)設(shè)閾值進行比較，判斷出加速度信號值是否在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，若超出閾值范圍，則確定硬點所在位置，記錄此時加速度信號值和相應(yīng)的坐標以便于工作人員后續(xù)在相應(yīng)范圍內(nèi)進行仔細巡視排查，以提高檢測效率和檢測精度。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一個實施例的放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型一個實施例的電源單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面對本實用新型的具體實施方式進行描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本實用新型，但應(yīng)該清楚，本實用新型不限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。

如圖1所示的接觸網(wǎng)硬點傳感器，包括依次連接的加速度傳感器、放大電路、壓頻轉(zhuǎn)換器、光耦合器和單片機，以及分別與單片機連接的GPS定位器、電源單元、存儲單元、硬點信號輸出接口和顯示單元。

如圖2所示，放大電路包括第一放大器A1、第二放大器A2和第三放大器A3；第一放大器A1的正輸入端通過第一電阻R1連接至加速度傳感器；第一放大器A1的負輸入端通過第二電阻R2接地，第一放大器A1的負輸入端通過第三電阻R3連接至第二放大器A2的輸出端；第二放大器A2的正輸入端與第三放大器A3的正輸入端連接；第二放大器A2的負輸入端通過第五電阻R5接地，第二放大器A2的負輸入端通過第一開關(guān)二極管D1連接至第二放大器A2的輸出端，第二放大器A2的負輸入端通過依次連接的第四電阻R4和第二開關(guān)二極管D2連接至第二放大器A2的輸出端；第三放大器A3的負輸入端通過第六電阻連接至第四電阻R4和第二開關(guān)二極管D2之間，第三放大器A3的負輸入端通過第七電阻R7連接至第三放大器A3的輸出端；第三放大器A3的輸出端連接至壓頻轉(zhuǎn)換器。其中，上述放大器采用的是OP07A芯片，該放大電路具有高精度、低漂移和抗靜電能力，保證了采集信號的精確度。

該傳感器通過加速度傳感器采集弓網(wǎng)支架的加速度信號，采集到的加速度信號經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換后傳送至單片機，單片機將收到的加速度信號與預(yù)設(shè)閾值進行比較，判斷出加速度信號值是否在預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，若超出閾值范圍，則記錄此時加速度信號值和坐標以便于工作人員后續(xù)在相應(yīng)范圍內(nèi)進行排查，以提高檢測效率和檢測精度。其中單片機的具體比較計算過程為現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳述。

如圖3所示，電源單元包括主電池和備份電池，主電池分別與開機控制單元和單片機連接，開機控制單元分別連接至霍爾傳感器和單片機；備份電池通過備份電充電單元與單片機連接，備份電池的輸入端連接有備份電充電單元。其中，主電池為系統(tǒng)的供電源；當主電池掉電時，則切換備份電池為單片機供電。開機控制單元與主電池和霍爾傳感器連接，接收主電池和霍爾傳感器的指令，用于單片機的開機。在工作過程中，當主電池掉電時，可自動切換備份電池為系統(tǒng)供電，保持系統(tǒng)內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)定，防止數(shù)據(jù)丟失。

壓頻轉(zhuǎn)換器可采用AD654芯片，使用時只需要一個RC網(wǎng)絡(luò)，就可以產(chǎn)生高大500KHz的任何滿量程的-30V至30V的滿量程輸入。