一种牵引电流检测设备的制作方法

本实用新型涉及列车运行状态检测设备技术领域，具体为一种牵引电流检测设备。

背景技术：

传统的弓网检测是采用接触网检测车定期对接触网弓网系统进行检测，随着城市轨道列车的不断普及，对接触网及受电弓安全运行的要求越来越高，因此需要能在列车上实时检测接触网和受电弓运行状态的装置，在列车运行过程中测试和评价弓网的受流性能，为接触网和受电弓的性能优化提供实际线路试验数据，为运营部门提供维修依据。

系统设备分为三大块，车顶设备、车底设备和车内设备。车顶设备有车顶采集与传输设备、刚性接触网关键悬挂检测设备和牵引电流检测设备，车底设备为车底补偿设备，车内设备为车内分析服务器。车顶采集与传输设备内分为高清视频采集模块、结构异常采集模块、紫外检测模块、红外热成像模块和几何参数检测模块，所有模块采集到的数据通过网线传输到车内分析服务器内，牵引电流检测设备采集到的数据通过网线传输到车内分析服务器，车底补偿设备采集到的数据通过网线传输到车内分析服务器。

车内分析服务器对各个设备传来的数据进行分析处理并与车内tcms网络、地面occ系统进行通信。车内分析服务器分为六大模块：tcms通信模块、燃弧率检测模块、几何参数检测模块、结构异常检测模块、视频处理模块和温度处理模块。燃弧率检测模块接收紫外检测模块和牵引电流检测模块的数据进行综合计算燃弧率；为计算燃弧率，需要实时了解牵引电流的大小，因此需要实时检测牵引电流的大小，并将牵引电流实时检测，并且受流电缆采用单一的排线方式排布，导致排布杂乱，使得检测到的电流信号不稳定，且不准确，基于上述缺陷及需求，提出一种牵引电流检测设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种牵引电流检测设备，具有实现了对牵引电流的实时检测，并实时将电流信息反馈到车载屏幕上显示，了解牵引电流的大小，从而了解列车运行的状态，可根据布线场地选择适合的排线方式的优点，解决了现有技术中无法实现实时对牵引电流的检测并显示，且不便根据布线场地选择合适的排线方式，导致牵引电流检测的稳定性及准确度不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种牵引电流检测设备，包括牵引电流检测模块、电流数据采集模块、弧燃率检测模块、tcms通信模块和车内tcms网络，所述牵引电流检测模块的输出端与电流数据采集模块的输入端电性连接，电流数据采集模块的输出端与弧燃率检测模块的输入端电性连接，弧燃率检测模块的输出端与tcms通信模块的通信连接，tcms通信模块与车内tcms网络相互连接。

优选的，所述牵引电流检测模块包括霍尔直流电流传感器和受流电缆，霍尔直流电流传感器内置有磁芯和霍尔元件，霍尔直流电流传感器包覆在受流电缆外部，并使受流电缆穿过磁芯，霍尔元件装配在磁芯的两极，霍尔元件的正负极采用导线接出。

优选的，所述霍尔直流电流传感器采用圆形框和矩形框中的一种。

优选的，所述电流数据采集模块装配在信号处理箱内，信号处理箱设置在霍尔直流电流传感器的侧端，电流数据采集模块集成有运算放大电路和滤波处理电路，运算放大电路的输出端与滤波处理电路的输入端相连，滤波处理电路的输出端输出信号，运算放大电路与霍尔元件相连。

优选的，所述运算放大电路包括运算放大器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3和电阻r4，运算放大器u1的脚1连接到电阻r1的输出端，并连接到电阻r3的输入端，电阻r3的输出端连接到运算放大器u1的脚3，电阻r1的输入端连接到霍尔元件的正极；所述运算放大器u1的脚2连接到电阻r2的输出端，电阻r2的输入连接到霍尔元件的负极；所述运算放大器u1的脚2连接到电阻r4的输入端，电阻r4的输出端接地；运算放大器u1的脚3接到节点a输出。

优选的，所述运算放大电路与霍尔元件间采用通信电线电缆相连接。

优选的，所述滤波处理电路包括电阻r5-电阻r8、电容c1、电容c2和运算放大器a1，电阻r5的输入端与节点a相连接，电阻r5的输出端与电阻r6的输出端相连接，并连接到电容c1的输入端，电容c1的输出端连接到运算放大器a1的输出端，电阻r5的输出端与电阻r6的输出端相连，电阻r6的输出端连接到运算放大器a1的正极，并连接到电容c2的输入端，电容c2的输出端接地；所述运算放大器a1的负极连接到电阻r7的输出端，并连接到电阻r8的输入端，电阻r7的输出端接地，电阻r8的输出端接到运算放大器a1的输出端。

优选的，所述信号处理箱的输出端接有harting集成连接器，harting集成连接器安装在信号处理箱的侧端，harting集成连接器输入端的信号线与信号处理箱输出端的信号线电性连接；所述harting集成连接器的输出端接有集线管，harting集成连接器输出端的信号线穿过集线管，并在信号线的另一端接有usb插口，弧燃率检测模块的信号输入端接在usb插口输入信号。

优选的，所述harting集成连接器的出线放线与磁芯的过线方向相同。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本牵引电流检测设备，利用霍尔直流电流传感器进行电流检测，霍尔直流电流传感器包覆在受流电缆的外部，当受流电缆通电时，在受流电缆周围产生一个磁场，通过磁芯集聚感应到霍尔元件上，并使霍尔元件有一个信号输出，运算放大电路接收霍尔元件输出的电流信号，对电流信号做放大处理后再进一步传输到滤波处理电路做滤波处理，通过滤波处理电路对输入的电流信号做滤波处理，提高了输出电流信号的稳定性；弧燃率检测模块的输入端接在harting集成连接器输出端的usb接口上即可接收到电流信号，并将电流信号通过tcms通信模块传输到车内tcms网络，传输到车载屏幕上显示，以实时了解汽车的牵引电流；整体实现了对牵引电流的实时检测，并实时将电流信息反馈到车载屏幕上显示，了解牵引电流的大小，从而了解列车运行的状态。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的整体结构示意图；

图3为本实用新型的电流检测原理图；

图4为本实用新型的圆形框霍尔直流电流传感器结构图；

图5为本实用新型的方形框霍尔直流电流传感器结构图；

图6为本实用新型的受流电缆集束式排布图；

图7为本实用新型的受流电缆一字排开式排布图。

图中：1、牵引电流检测模块；11、霍尔直流电流传感器；111、磁芯；112、霍尔元件；12、受流电缆；2、电流数据采集模块；21、运算放大电路；22、滤波处理电路；3、弧燃率检测模块；4、tcms通信模块；5、车内tcms网络；6、信号处理箱；7、harting集成连接器；8、集线管；9、usb插口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1、图2、图4、图6，一种牵引电流检测设备，包括牵引电流检测模块1、电流数据采集模块2、弧燃率检测模块3、tcms通信模块4和车内tcms网络5，牵引电流检测模块1的输出端与电流数据采集模块2的输入端电性连接，电流数据采集模块2的输出端与弧燃率检测模块3的输入端电性连接，弧燃率检测模块3的输出端与tcms通信模块4的通信连接，tcms通信模块4与车内tcms网络5相互连接。

请参阅图3，牵引电流检测模块1包括霍尔直流电流传感器11和受流电缆12，霍尔直流电流传感器11采用圆形框和矩形框中的一种，霍尔直流电流传感器11内置有磁芯111和霍尔元件112，霍尔直流电流传感器11包覆在受流电缆12外部，并使受流电缆12穿过磁芯111，霍尔元件112装配在磁芯111的两极，霍尔元件112的正负极采用导线接出；电流数据采集模块2装配在信号处理箱6内，信号处理箱6设置在霍尔直流电流传感器11的侧端，电流数据采集模块2集成有运算放大电路21和滤波处理电路22，运算放大电路21的输出端与滤波处理电路22的输入端相连，滤波处理电路22的输出端输出信号，运算放大电路21与霍尔元件112相连。

其中：运算放大电路21包括运算放大器u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3和电阻r4，运算放大器u1的脚1连接到电阻r1的输出端，并连接到电阻r3的输入端，电阻r3的输出端连接到运算放大器u1的脚3，电阻r1的输入端连接到霍尔元件112的正极；运算放大器u1的脚2连接到电阻r2的输出端，电阻r2的输入连接到霍尔元件112的负极；运算放大器u1的脚2连接到电阻r4的输入端，电阻r4的输出端接地；运算放大器u1的脚3接到节点a输出，运算放大电路21与霍尔元件112间采用通信电线电缆相连接

其中：滤波处理电路22包括电阻r5-电阻r8、电容c1、电容c2和运算放大器a1，电阻r5的输入端与节点a相连接，电阻r5的输出端与电阻r6的输出端相连接，并连接到电容c1的输入端，电容c1的输出端连接到运算放大器a1的输出端，电阻r5的输出端与电阻r6的输出端相连，电阻r6的输出端连接到运算放大器a1的正极，并连接到电容c2的输入端，电容c2的输出端接地；运算放大器a1的负极连接到电阻r7的输出端，并连接到电阻r8的输入端，电阻r7的输出端接地，电阻r8的输出端接到运算放大器a1的输出端。

请参阅图6-7，信号处理箱6的输出端接有harting集成连接器7，harting集成连接器7安装在信号处理箱6的侧端，harting集成连接器7输入端的信号线与信号处理箱6输出端的信号线电性连接；harting集成连接器7的输出端接有集线管8，harting集成连接器7输出端的信号线穿过集线管8，并在信号线的另一端接有usb插口9，弧燃率检测模块3的信号输入端接在usb插口9输入信号；harting集成连接器7的出线放线与磁芯111的过线方向相同。

该牵引电流检测设备，利用霍尔直流电流传感器11进行电流检测，霍尔直流电流传感器11采用圆形框式，受流电缆12以集束的方式排布，霍尔直流电流传感器11包覆在受流电缆12的外部，当受流电缆12通电时，在受流电缆12周围产生一个磁场，磁场的大小与流过受流电缆12的电流呈正信号处理比，通过磁芯111集聚感应到霍尔元件112上，并使霍尔元件112有一个信号输出，运算放大电路21的正负极接在霍尔元件112的两极上，霍尔元件112两极的电流分别穿过电阻r1和电阻r2后输入到运算放大器u1上，其中电阻r1和电阻r2起到对运算放大器u1的保护作用，经信号放大的电流信号进一步传输到滤波处理电路22，电阻r5和电容c1构成的滤波电路对输入的电流进一步做滤波处理，以提高输出信号的稳定性，弧燃率检测模块3的输入端接在harting集成连接器7输出端的usb插口9上，用以接收电流数据采集模块2采集到的电流信号，并将电流信号通过tcms通信模块4传输到车内tcms网络5，传输到车载屏幕上显示，以实时了解列车的牵引电流。

实施例二

请参阅图5、图7，一种牵引电流检测设备，利用霍尔直流电流传感器11进行电流检测，霍尔直流电流传感器11采用方形框式，受流电缆12以一字式排开，霍尔直流电流传感器11包覆在受流电缆12的外部，当受流电缆12通电时，在受流电缆12周围产生一个磁场，磁场的大小与流过受流电缆12的电流呈正信号处理比，通过磁芯111集聚感应到霍尔元件112上，并使霍尔元件112有一个信号输出，运算放大电路21的正负极接在霍尔元件112的两极上，霍尔元件112两极的电流分别穿过电阻r1和电阻r2后输入到运算放大器u1上，其中电阻r1和电阻r2起到对运算放大器u1的保护作用，经信号放大的电流信号进一步传输到滤波处理电路22，电阻r5和电容c1构成的滤波电路对输入的电流进一步做滤波处理，以提高输出信号的稳定性，弧燃率检测模块3的输入端接在harting集成连接器7输出端的usb插口9上，用以接收电流数据采集模块2采集到的电流信号，并将电流信号通过tcms通信模块4传输到车内tcms网络5，传输到车载屏幕上显示，以实时了解列车的牵引电流。

综上所述：本牵引电流检测设备，利用霍尔直流电流传感器11进行电流检测，霍尔直流电流传感器11包覆在受流电缆12的外部，当受流电缆12通电时，在受流电缆12周围产生一个磁场，通过磁芯111集聚感应到霍尔元件112上，并使霍尔元件112有一个信号输出，运算放大电路21接收霍尔元件112输出的电流信号，对电流信号做放大处理后再进一步传输到滤波处理电路22做滤波处理，通过滤波处理电路22对输入的电流信号做滤波处理，提高了输出电流信号的稳定性；弧燃率检测模块3的输入端接在harting集成连接器7输出端的usb插口9上即可接收到电流信号，并将电流信号通过tcms通信模块4传输到车内tcms网络5，传输到车载屏幕上显示，以实时了解汽车的牵引电流；整体实现了对牵引电流的实时检测，并实时将电流信息反馈到车载屏幕上显示，了解牵引电流的大小，从而了解列车运行的状态。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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