[实用新型]地铁杂散电流光纤传感系统的信号采集与处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传感系统的信号处理设备，尤其是一种用于地铁杂散电流监测的光纤传感系统的信号采集与处理装置。

背景技术

目前世界各国地铁对杂散电流的监测采用的是标准半电池电位法，在地铁建设初期埋设永久性参比电极(长效Cu/CuSO4)，通过测量埋地金属结构与参比电极之间的电位差来间接反映地铁杂散电流的扰动情况以及腐蚀情况。此方法的准确度和长期稳定性受长效参比电极的寿命、参比电极使用环境、极化电位检测中IR降等因素的影响。为了改善地铁杂散电流监测的可靠性，可以将先进的光纤技术引入到地铁杂散电流的监测中，它与传统的传感技术相比具有灵敏度高、耐腐蚀、抗干扰性强、防爆、易于集成于混凝土结构内等独特的优点。但是，地铁杂散电流光纤传感系统相应的后续信号采集与处理电路还有待研究和解决。

发明内容

本实用新型的目的是克服已有技术中的不足，提供一种地铁杂散电流光纤传感系统的信号采集与处理装置，以实现杂散电流光纤传感系统的传感光信号的采集、处理，并能把所监测的信息远程传输到现场监控室的工控机，及时反应杂散电流的扰动情况，为地铁运行维护人员提供维护依据。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：它由一个单片机电路、2个光电转换前置放大电路组成；单片机电路由单片机、A/D转换电路、串行通讯接口电路组成；光电转换前置放大电路由低偏置电流运放及相关的电阻电容连接组成。其工作过程为承载有电流信息的两路正交偏振光信号由光电探测器转化为电信号，该电信号经信号放大调理电路后送入A/D转换电路进行数字量的转化，转化的数字量传入单片机进行运算及结果的保存。一般情况下整个地铁沿线有若干个测量点，所以数据采集与处理装置都配有标准RS485总线接口，可以通过标准RS485总线把测量数据送入监控室的工控机进行存储和显示。数据采集与处理装置每隔一定时间进行一次数据采集，把采集的信号经A/D转换电路转换为数字量送入指定内存存储起来。因为每个数据采集与处理装置都通过标准RS485总线接口与监控室的工控机进行连接，所以工控机管理系统每到预先设定的时间可以自动通过标准RS485总线向现场的数据采集与处理装置发出传输数据的命令。工控机管理系统与每个数据采集与处理装置的通讯采用主从式通讯结构，每个数据采集与处理装置都有自己的分站通讯地址，其地址存储在串行的EEPROM内。工控机管理系统每隔一定的时间向各个数据采集装置要测得的杂散电流的数据，形成数据库供维护人员进行查询。当某个测量点所测的数据超过规定的极限值时，发出报警信号。

本实用新型的技术效果：灵敏度高、耐腐蚀、抗干扰性强、防爆、易于集成于混凝土结构内，可以实现杂散电流光纤传感系统的传感光信号的采集、处理，并能把所监测的信息远程传输到现场监控室。可以实时地对在地铁隧道内的结构钢筋附近的杂散电流光纤传感系统输出的偏振光信号进行采集、处理和传输。各个杂散电流监测点的信号采集与处理装置可同时采集一段时间内的杂散电流的泄漏情况，得到一段时间内的泄漏的杂散电流的平均值和最大值，并通过标准RS485总线远程传输到监控室的工控机管理系统，为地铁维护人员提供可靠的数据，确保地铁系统的安全运营。

附图说明

附图1为本实用新型的电路原理框图；

附图2为本实用新型的光电转换前置放大电路；

附图3为本实用新型的A/D转换电路；

附图4为本实用新型的串行通讯接口电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步的描述：

图1所示，两路光电转换前置放大电路连接A/D转换电路，A/D转换电路连接单片机CPU和串行通讯接口电路。光信号由两路光电转换前置放大电路转换、调理、放大后送入A/D转换电路进行数字量的转化，转化的数字量传入单片机进行运算，运算结果经串行通讯接口电路传输给现场工控机。