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基于超声波的受电弓滑板磨耗检测系统设计

尹保来  
【摘要】: 铁路系统的高速化是其发展的必然趋势,而电气化正是实现高速化的必要条件。受电弓是电力机车的关键部件,其功能是从接触网上获取电能为机车供电,因此受电弓工作状态的好坏直接影响着电力机车的受流情况。受电弓长期暴露在自然环境下工作,其与接触网之间存在机械磨损,且在其触线和离线瞬间会出现拉弧现象,高温电弧会对受电弓滑板产生严重的电烧蚀。为了保证电力机车可以正常受流,对受电弓表面的磨损状况进行检测是非常有必要的,而且根据监测所得到的受电弓滑板表面磨损状态可以很好地测评受电弓滑板的性能及诊断接触线路设备设计的合理性。通过分析比较目前行业中已有的受电弓磨耗检测装置或方法的优缺点,本文设计了一种以超声波传感器作为检测元件的新型受电弓磨耗检测系统。 该系统基于DSP TMS320LF2407A控制超声波传感器来测量电力机车受电弓滑板的磨耗值,将超声波测量原理运用到电力机车受电弓滑板磨耗检测中,通过30个超声波传感器对受电弓滑板表面进行在线、多点、分时测量,并通过数据处理后在计算机上显示其实际三维图形。本文包括下位机系统、上位机系统及装置结构框架设计三个部分:下位机系统主要负责数据采集和传输,以TMS320LF2407A芯片作为处理器,主要包括传感器触发电路、传感器返回信号处理电路、串口通信电路及C语言编写的程序代码;上位机系统(PC机软件)是用VC++6.0编写的用户操作界面,主要负责对检测数据进行处理、保存和显示,包括MSCOMM串口编程、ODBC数据库编程及OPENGL三维图形显示编程;装置结构框架包括悬臂和传感器箱体。


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