[发明专利]铁路防灾光纤风速风向监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁路防灾监测系统，尤其涉及一种基于光纤光栅的铁路防灾风速风向监测系统，属于铁路防灾技术领域。

背景技术

近年来，随着铁路运输的迅猛发展，与之相关的铁路防灾预警系统投入使用，铁路防灾预警系统完成对异物侵线、风、雨、雪、地震等灾害情况进行监测，以做相应的防御措施，避免灾难的发生。在铁路防灾预警系统中，风速风向监测系统作为铁路防灾预警系统中的重要部分越来越受到人们的重视。

目前，风速风向监测系统中常用的风速风向传感器主要为机械式风速风向传感器、传统超声波式风速风向传感器、超声波共振式风速风向传感器。在实际使用中，铁路上以超声波式风速风向传感器占多数，利用超声波时差法来实现风速的测量。

当风速风向传感器在野外布设时，利用风速风向传感器对风速风向进行测量和记录，需要对风速风向传感器远程供电，然后通过通信线路将数据传输给位于监控中心的数据存储和处理设备。风速风向传感器都采用从远端拉设电力线路进行供电，施工很不方便。而且，为了保证测量的准确性，在线路风口处需要设置多处风速风向监控点，且风速风向传感器需要高可靠性。所以风速风向监测系统对供电方式都提出了较高的要求，更凸显了设备需要供电的矛盾。除此之外，通信线路在将风速风向传感器监测的数据向监控系统传输的过程中，容易受到外界信号的干扰，影响了数据的传输效率以及传输数据的准确性。

因此，在实践运用过程中，找到一种无需供电且能有效避免外界信号的干扰，具有高可靠性的风速风向监测系统成为人们的迫切需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种铁路防灾光纤风速风向监测系统。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种铁路防灾光纤风速风向监测系统，包括光纤风速风向传感器、光缆、信号解调设备，所述光纤风速风向传感器通过所述光缆与所述信号解调设备相连接；

所述光纤风速风向传感器包括光纤光栅应变片、顶杆和风盘；

所述风盘和所述光纤光栅应变片通过所述顶杆相连接。

其中较优地，所述顶杆垂直于所述风盘平面，并与风盘的中心相接处，所述顶杆的末端有一个凸起，此凸起和所述光纤光栅应变片的中心点接触。

其中较优地，所述光纤风速风向传感器包含4个光纤光栅应变片、4个顶杆和4个风盘；

其中，4个顶杆按照正交坐标系布置，使4个风盘分别朝向东西南北四个方向。

其中较优地，多个所述光纤风速风向传感器与同一信号解调设备相连接。

其中较优地，所述铁路防灾光纤风速风向监测系统还包括模块运算设备，所述模块运算设备包括信息处理模块和输出接口；

其中，所述信息处理模块包括风速模型单元、风向模型单元和运算处理单元；

所述风速模型单元储存风速模型信息，根据信号解调设备的数字化输出寻找到与之匹配的瞬时风速；

所述风向模型单元储存风向模型信息，根据信号解调设备的数字化输出寻找到与之匹配的风向信息。

利用本发明所提供的铁路防灾光纤风速风向监测系统，通过光纤风速风向传感器和机械部分的结合对风速风向进行测量，不仅在风速风向监测点实现了测量设备的无源化，不需要远程供电，而且利用光缆传输信号，可以避免外界信号的干扰，抗干扰能力强，提高了系统的安全性和可靠性，又提高了系统的可用性。

附图说明

图1为本发明所提供的铁路防灾光纤风速风向监测系统的结构示意图；

图2为本发明中，光纤风速风向传感器的部分结构示意图；

图3为本发明中，光纤风速风向传感器的工作原理示意图；

图4为本发明中，信号解调设备的结构示意图；

图5为本铁路防灾光纤风速风向监测系统的工作原理示意图；

图6为本铁路防灾光纤风速风向监测系统的信息处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明所提供的铁路防灾光纤风速风向监测系统，包括光纤风速风向传感器、光缆、信号解调设备和模型运算设备。光纤风速风向传感器通过光缆和信号解调设备相连接。利用光缆进行信号传输，可以使信号在传输过程中不易受到外界信号的干扰，提高了系统的安全性和可靠性。