基于超声波的受电弓滑板磨耗测量实验装置研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要受电弓滑板的过度磨耗不仅影响电力机车的正常供电，由此产生的电弧放电还会进一步加剧受电弓滑板和接触网的磨耗，同时还会产生无线电干扰，这种情况在机车运行速度提高的情况下更加明显。根据机车现场应用的经验来看，滑板不同部位的异常磨损还可以反映弓网碰打的原因。准确掌握受电弓与接触网之间的磨损及监测受电弓滑板的表面状态，正确评价集电受流性能和诊断接触线路设备已经成为提速条件下的一个重要问题。国内外针对受电弓滑板磨耗的检测先后采取了人工测量，光纤测量，工业CCD摄像测量，激光位移传感器测量等多种测量方法。本文主要研

2、究和开发了基于超声波测距的受电弓滑板磨耗测量及表面状态在线检测系统的实验装置。该系统由基于DSP的下位机系统和PC上位机系统构成。下位机主要负责模拟实际检测系统与滑板的相对运动，测量和存储被测物体表面各点的高度值。上位机系统主要负责被测表面的三维建模和显示。上位机和下位机之间的通讯采用RS232串口通讯．本文下位机采用的cPU芯片为美国TI公司的TMS320LF2407A芯片，该芯片内置了CAN模块，RS232／485模块，SPI串行外设总线，AD转换模块等扩展模块，满足了系统开发的需要。上位机软件开发主要基于VisualC++和openG

3、L。该实验装置为进～步开发现场检测设备打下了良好的基础。关键词：受电弓滑板：磨耗测量；超声波；实验装置西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractIfthepantographicslipperhasbeenworndownexcessively,theslipperwillnotonlyaffectthenormalpowersupplybutalsoproduceradiointerference．Thisphenomenonwillbecomemoreobviouswhenthelocomotive’sspeedbecomeh

4、igher．Accordingtotheexperiencefromthelocomotiveapplication，thedifferentpart’sabnormalabrasionoftheslippercarltellusthereasonsthatcausedthecollisionofthepantographandthecatcnary．Soitisimportantforustoaccuratemeasurementandmonitorthesurfaceoftheslipperbecausethelocomotive’ss

5、peedhasbecomehigherandhigheLAtthesametime，wecanevaluatetheelectricitytransmissionperformanceanddiagnosetheOCSequipment．Thedetectionmethodsthathavebeenusedinhomeandabroadincludeartificialdetection，detectionbyusingopticalfiber,detectionbyindustrialCCDcameraanddetectionbylase

6、rsensor．Inthisthesis，wehaveresearchedanddesignedtheexperimentaldevicetomeasureandmonitorthepantographicslipper’ssurfacebasedonultrasonicmeasurement．ThedeviceconsistsofthePCandthelowercomputerbasedonDSEThelowercomputermainlyrespondsforsimulatingtherelativemotionbetweenthepa

7、ntographicslipperandtheultrasonicsensor,measuringandstoringdifferentpoints’highvalue．ThePCmainlyrespondsforbuildinganddisplayingthesurface’s3Dmodel．ThePCcommunicateswiththelowercomputerbyRS232serialcommunicationport．TheCPUchipadoptedbythelowercomputeristheTMS320LF2407A．The

8、CANmodule，RS232／485module，SPIserialperipheralbusandADmodulehasbeenembeddedinthechip．Thech