[发明专利]一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统

权利要求书

1.一种用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统，其特征在于：包括光纤角度传感器、底座、支撑板、光源光纤、激光发射器、金属铝盒、继电器、降压电源模块、控制电路板、光电转换器、接收光纤，在接触网隔离开关闸刀转动轴侧的支柱绝缘子上部安装支撑板，作为底座的支撑点，将光纤角度传感器安装在底座上，且光纤角度传感器的旋转轴与接触网隔离开关闸刀转动轴连接在一起，用于检测接触网隔离开关闸刀旋转角度，激光发射器、继电器、降压电源模块、控制电路板、光电转换器安装在金属铝盒中，并将金属铝盒放置到远离隔离开关的地方，由控制电路板继电器的开断来控制激光发射器工作，由激光发射器向光源光纤中发射激光束，通过接收光纤接收光源光纤中反射出来的激光束，再传输至光电转换器中将光照强度转换为电压信号，实现光电转换的功能，再将转换后的电信号传输至控制电路板中进行处理，最终输出光纤角度传感器采集到的闸刀角度；

所述光纤角度传感器包括旋转轴、外壳、支架、光纤探头、刻度盘，旋转轴穿过外壳的顶端与刻度盘连接在一起，伸入外壳内的光源光纤和接收光纤端分别接上相同的光纤探头，且两个光纤探头分别由一个相同的支架固定在外壳内壁，光源光纤上的探头和接收光纤上的探头处于同一直线安装，刻度盘上每1度设一个开口，光源光纤中反射出来的激光束照射到刻度盘上，当刻度盘转过1度时，光源光纤中的激光束通过对应的开口射入接收光纤上的光纤探头中，经过接收光纤传播至光电转换器中进行光电转换，接收光纤每接收到一个光信号表明旋转轴转动1度，光电转换器对每个光信号转换成1个电压信号，记为1个脉冲信号，由控制电路板记录光电转换器传来的电压脉冲个数即可计算出光纤角度传感器转过的角度；

所述刻度盘上设有360个开口，每个开口对应1个角度值，即光源光纤传出的激光束通过刻度盘上的开口入射到接收光纤中，经光电转换器转换为电压信号就能得到一个脉冲，对应1度；

所述支撑板包括金属铝板、合页、钢条、螺帽、螺丝、第一螺丝孔，金属铝板上设有四个第一螺丝孔，便于底座固定在金属铝板上，钢条的一端与金属铝板的一端通过合页连接起来，钢条的另一端与金属铝板的另一端通过螺帽、螺丝连接起来，通过控制螺丝与螺帽之间的距离，即可将支撑板固定在接触网隔离开关闸刀转动轴侧的支柱绝缘子上；

所述降压电源模块用于将铁路上用的220V电压降到12V和5V两个电压等级，为激光发射器、控制电路板提供12V电压，为继电器、光电转换器提供5V电压；

所述光电转换器上设有光电转换电路，包括第一电阻、光敏电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、电感、第二电容、四路差动比较器，光敏电阻与第一电容并联后串联在第一电阻与电感之间，第一电阻的另一端与降压电源模块降压后的5V电压的VCC相连，第二电容串联在电感的另一端和降压电源模块降压后的5V电压的GND之间，降压电源模块降压后的5V电压通过第一电阻后分压到光敏电阻与第一电容并联电路上，由光敏电阻感应接收光纤接收到的光信号，并根据光信号转换为对应的电阻值，光敏电阻阻值的改变引起光敏电阻的电压变化，变化的电压作为一个电信号经过由第一电容、电感、第二电容组成的LC-π型滤波电路滤波处理后传输至四路差动比较器中进行电压比较，当光敏电阻检测到有接收光纤传来的光信号时，四路差动比较器的输出端2脚输出高电平，即一个脉冲，将四路差动比较器的输出端2脚与控制电路板的对应引脚连接起来后，即可将脉冲信号传输至控制电路板中，四路差动比较器的同相输入端5脚与电感的另一端连接，第三电阻串联在四路差动比较的反相输入端4脚与降压电源模块降压后的5V电压的GND之间，第四电阻串联在降压电源模块降压后的5V电压的VCC与之间四路差动比较器的输出端2脚之间。

2.根据权利要求1所述的用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统，其特征在于，所述底座包括U型槽、第二螺丝孔，底座中间设置U型槽，两边下方设有第二螺丝孔，通过螺丝穿过第一螺丝孔和第二螺丝孔，使得底座固定在金属铝板上。

3.根据权利要求1所述的用于接触网隔离开关闸刀角度测量的传感器系统，其特征在于：所述系统对接触网隔离开关角度测量的方法为：先对系统进行初始化处理，当需要对闸刀角度进行测量时，控制电路板控制继电器导通，使得降压电源模块向激光发射器供电，使激光发射器向光源光纤中发射激光束，经过光源光纤上的光纤探头发出，由闸刀的转动带动光纤角度传感器的旋转轴转动，使得刻度盘跟着转动，刻度盘将其中一个开口转到光源光纤上的光纤探头正下方时，光源光纤上的光纤探头发出的激光束穿过刻度盘的开口进入接收光纤的光纤探头中，经接收光纤传输至光电转换器，由光电转换器将接收到的光信号转换为对应的电压信号，即为一个脉冲信号，将该脉冲信号发送至控制电路板，由控制电路板对出来的脉冲个数进行计数，通过计算脉冲的个数来计算闸刀转动的角度，并通过RS485通信方式传输至接触网隔离开关管理部门的PC机上，便于工作人员查看。