[发明专利]光纤在线式高速列车齿轮箱检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤在线式高速列车齿轮箱检测装置。

背景技术

高速铁路是集中了很多高新技术的系统工程，高速列车是其中一个很重要的部分，它的安全状态直接关系到乘客的生命安全和舒适度。影响高速列车安全的重要部件如转向架、轴承、齿轮箱等长期处于高负荷运转，这些设备的安全监测就显得尤为重要。到目前为止，高速列车齿轮的检修基本上靠停车后抽取油液检测来检测齿轮箱的磨损情况，现存的维修手段存在很大的随机性和主观性，明显不能满足高速列车齿轮箱监测与诊断要求。但是还没有成熟的高速列车齿轮箱的在线故障监测产品。因此研制高性能的高速列车传动齿轮箱故障在线监测装置显得尤为必要，特别是随着近年来高速铁路的大量应用，那么齿轮箱检修的问题将越来越突出。

目前，在其他齿轮箱故障诊断的理论研究以及应用方面取得了丰富的科研成果和可观的经济效益。如传统的时域波形分析、功率谱分析、细化谱分析、相关分析、解调分析、瀑布图等方法的分析精度和处理速度在近些年得到了很大的提高和发展。一些新的信号处理方法，如Wigner-Ville分布技术、小波分析、循环平稳理论解调分析和希尔伯特-黄变换解调等分析方法已开始得到应用，并取得一定的效果。在故障诊断系统的开发方面，人们已经进行了大量的研究，并研制了许多相应的仪器、设备。例如日本和丹麦生产的磁带记录仪、美国亚特兰大公司的M777便携式数据采集仪、HP，B&K，CF-353的信号分析仪等，国内的DAS动态信号分析与故障诊断系统等。但是到目前，由于动车齿轮箱附近的环境十分恶劣，普通传感器很难对有效信号进行捕捉，缺少针对高速列车齿轮箱的相应监测产品。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前缺少针对高速列车齿轮箱的相应监测产品的问题，提供一种光纤在线式高速列车齿轮箱检测装置。

光纤在线式高速列车齿轮箱检测装置，它包括宽带光源、光纤耦合器、一号振动传感器、二号振动传感器、三号振动传感器、一号光栅温度传感器、四号振动传感器、五号振动传感器、六号振动传感器、二号光栅温度传感器、F-P滤波器、锯齿波发生器、光电探测器、数据采集器、齿轮故障数据库、分析处理装置、报表装置、预警装置、实时显示装置、左半圆环形基底和右半圆环形基底，左半圆环形基底与右半圆环形基底组合为一完整圆环，所述圆环背面固定在要检测的齿轮箱壳体端部的上表面，宽带光源的输出端通过传输光纤连接在光纤耦合器的输入端，光纤耦合器的一个数据交换端通过传输光纤将设置在左半圆环形基底正面的一号振动传感器、二号振动传感器、三号振动传感器和一号光栅温度传感器串接，形成串接光路；光纤耦合器的另一个数据交换端通过传输光纤将设置在右半圆环形基底正面的四号振动传感器、五号振动传感器、六号振动传感器和二号光栅温度传感器串接，形成串接光路；光纤耦合器的输出端连接在F-P滤波器的一个输入端，锯齿波发生器的一个输出端连接在F-P滤波器的另一个输入端，F-P滤波器的输出端连接在光电探测器的输入端，光电探测器的输出端连接在数据采集器的一个输入端，锯齿波发生器的另一个输出端连接在数据采集器的另一个输入端，数据采集器的输出端连接在分析处理装置的一个输入端，齿轮故障数据库的输出端连接在分析处理装置的另一个输入端，分析处理装置的输出端同时连接在报表装置的输入端、预警装置的输入端和实时显示装置的输入端。

本发明解决了目前缺少针对高速列车齿轮箱的相应监测产品的问题，利用先进的防电磁干扰、质轻的光纤传感器作为齿轮箱振动监测元件，通过高速光信号解调装置和数据采集装置提取齿轮箱上的振动信号，适用于对高速动车齿轮箱在线检测；用本发明的装置能实现对高速列车动平衡、齿轮磨损、表面疲劳损伤、粘附磨损等齿轮损伤情况进行高精度监测并及时预警；该装置还有抗电磁干扰能力强、耐腐蚀的优点。保证动车组快速、安全运行。

附图说明

图1为本发明光纤-无线混合齿轮箱在线监测装置结构示意图；图2为本发明齿轮箱传感器安装示意图；图3为光纤振动传感器的结构示意图；图4齿轮箱故障诊断系统流程示意图。

具体实施方式