[发明专利]一种铁路隔离开关分合闸监测系统

权利要求书

1.一种铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：包括角度采集装置、光源光纤、信号处理控制器、接收光纤，将角度采集装置安装在铁路隔离开关动触头一侧的支柱绝缘子上部，且与动触头的旋转端连接，信号处理控制器安装在铁路隔离开关的底座上，光源光纤和接收光纤连接在角度采集装置与信号处理控制器之间，由信号处理控制器控制光源光纤将光照射在角度采集装置中，再通过接收光纤接收反射回来的光，传输至信号处理控制器中进行光电转换，将铁路隔离开关的动触头旋转角度信息通过光电转换为可以读取的电压信号，进而得出铁路隔离开关的动触头旋转角度与输出电压值之间的关系，即可检测出铁路隔离开关分合闸角度，进而实现对铁路隔离开关进行分合闸监测。

2.根据权利要求1所述的铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：所述角度采集装置包括第一金属铝合、支架、滑槽、齿条、旋转轴、齿轮、反光镜、反射光纤探头，第一金属铝合固定在铁路隔离开关动触头一侧的支柱绝缘子上部，齿条安装在滑槽中，支架安装在滑槽的一端，反光镜安装在齿条的一侧，反射光纤探头固定在支架上，旋转轴穿过齿轮与动触头的旋转端连接，齿轮与齿条之间齿合，反射光纤探头与光源光纤、接收光纤连在一起，当铁路隔离开关的动触头旋转时，带动旋转轴转动，旋转轴带动齿轮转动，由齿轮为齿条传动，带动着齿条在滑槽中运动，进而带动着反光镜移动，由信号处理控制器向光源光纤发射激光，经过反射光纤探头发出激光束照射到反光镜上，反光镜将发射来的激光束反射到反射光纤探头中，再经过接收光纤传输到信号处理控制器中进行光电转换，当铁路隔离开关的动触头转动时，反射光纤探头与反光镜之间的距离发生了变化，使得反光镜反射回来的激光强度发生变化，经光电转换后得到光照强度与输出电压之间的关系，进而计算出齿条滑过的位移，由齿条滑过的位移体现出齿轮转过的角度，该角度即为铁路隔离开关动触头的旋转角度。

3.根据权利要求2所述的铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：所述齿轮采用直齿轮，由旋转轴穿过铁路隔离开关动触头的旋转端的两个刀片，并固定在齿轮中间，铁路隔离开关动触头转动时，带动旋转轴转动，进而带动齿轮转动。

4.根据权利要求1所述的铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：所述信号处理控制器包括第二金属铝合、控制电路板、GPRS模块、蓄电池、信号调理电路板、光电三极管、准直透镜、激光发射器，控制电路板、GPRS模块、蓄电池、信号调理电路板、光电三极管、准直透镜、激光发射器安装在第二金属铝合中，其中，准直透镜安装在激光发射器与光源光纤之间，光电三极管的感光面与接收光纤紧挨在一起，由控制电路板控制激光发射器发射激光束，经准直透镜准直后入射到光源光纤中，光源光纤将该激光束传输至反射光纤探头后照射到反光镜上，反光镜将发射来的激光束反射到反射光纤探头中，经过接收光纤传输后照射到光电三极管上，光电三极管将接收光纤传来的激光束进行光电转换，转换为电流信号，光电三极管与信号调理电路板连接在一起，光电三极管转换后的电流信号经过信号调理电路板放大、滤波后传输至控制电路板进行处理分析，计算出反射光纤探头与反光镜之间的距离，进而计算出铁路隔离开关动触头的旋转角度，并通过控制电路板控制GPRS模块将计算出的铁路隔离开关动触头的旋转角度信息发送至铁路有关部门的监控中心，便于相关操作人员确认该处铁路隔离开关的分合闸情况，蓄电池的输出的5V，用于为控制电路板、GPRS模块、信号调理电路板、光电三极管、激光发射器供电。

5.根据权利要求1所述的铁路隔离开关分合闸监测系统，其特征在于：铁路隔离开关动触头的旋转角度计算方法为：

设齿轮的半径为r，反射光纤探头与反光镜之间的距离为L，那么齿轮旋转角度即为：

式（1）中n为齿轮旋转角度，齿轮与旋转轴属于同轴转动，所以齿轮转动的角度即为旋转轴转动的角度，也是铁路隔离开关动触头的旋转角度；

再令STM32核心板进行A/D转换后的电压值为u，u与L之间的关系记为：

L＝k×u （2）

式（2）中k为u与L之间的相关系数，那么就得出了齿轮旋转角度n与A/D转换后的电压值为u之间的关系：

将式（3）写成STM32F103ZET6能识别的代码即可计算出铁路隔离开关分合闸角度。