光纤传感器在列车温度和速度测量方面的应用

发布时间:2017-08-27  发布者:利坤电子

1、高电压环境下电机温度的测量
  列车在运行过程中需要监测转向架上的电机温度,现在列车上大量使用的是铂电阻式温度传感器,这种传感器在电机温度的测量中可能出现因耐压绝缘不够而导致线路烧毁的问题;同时由于铂电阻体积很小,容易发生引线断裂、短路的故障。
  使用荧光光纤温度传感器可以很好地解决以上问题。一方面光纤传感器没有金属元件,绝缘性能良好;另一方面它只需要一根光纤就能进行测量,结构上   为牢固。同时,荧光光纤传感器成本较低,测量电路结构较为简单,适合于电机的温度测量。
  2、列车车厢监控
  列车需要对车厢中的温度进行测量,以达到监控的目的。目前列车上主要使用烟雾报警器和红外报警器来进行监控,但这类系统存在两个方面的问题:一是它们只能在火灾发展到明火阶段后才能发现,无法将火灾消灭在隐患阶段;二是它们的性较差,常发生误报,例如乘客在车上吸烟时就会触发烟雾报警器。
  目前有一种基于光纤拉曼散射的分布式光纤拉曼温度传感器,它可以利用一根普通光缆对数公里范围内光缆周围的环境温度进行测量,测量精度达到±1℃,它还可以对测量点的位置进行   定位,精度可以达到1m以内。利用该传感器进行消防监控,可以在温度发生异常时就进行报警,将事故消灭在萌芽阶段。该传感器目前己经广泛应用于管道泄漏监测、地铁隧道消防监控、电缆沟消防监控,在车厢监控中也有着潜在的应用前景。
  3、高电压环境下轮轴转速的测量
  现在列车上测量车轮速度的传感器主要有三种:光电式、霍尔式和磁电式,其中光电式传感器是通过光电码盘来测量转速。这种传感器有绝缘耐压和电磁干扰两个方面的问题:   先当车轮与轨道之间导电不良时,光电码盘上会存在高电压,从而导致光电传感器发生击穿、烧毁的现象;其次光电速度传感器的信号受到电磁干扰时会产生波动,在停车或启动期间会发生速度跳变问题。
  光纤传感器抗电磁干扰,耐压等级高,耐温等级也要高于普通电子元器件,适合于机车轮轴转速的测量。可考虑采用基于光纤码盘的光纤传感器,将光电码盘替换为光纤码盘,使测量电路远离测量现场,可以地提高光电速度传感器的耐压等级和抗电磁干扰能力。

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