[发明专利]弓网接触力杆式压力传感器及其测量弓网接触力的方法

权利要求书

1.使用弓网接触力杆式压力传感器测量弓网接触力的方法，所述弓网包括受电弓与接触网，而受电弓包括弓头，设置在弓头两端的弓头悬架，以及设置在弓头悬架下方的框架；所述框架包括上框架(2)，设置在上框架下方两端的下框架，以及插入上框架中且两端分别与弓头悬架相连的弓头转轴(1)；其特征在于，所述杆式压力传感器的主体是作为弹性体并用于替换受电弓中弓头转轴的实心细杆(3)，所述实心细杆两端各设有一段相互对称的应变区，每段应变区均位于实心细杆与弓头悬架和上框架的受力点之间、且每段应变区内均设有应变片；所述实心细杆(3)一端端面上还设有与两片应变片均相连的电压信号数据线(5)；所述实心细杆(3)两端各设有一个与弓头悬架连接用的连接装置；所述实心细杆两端还套接有与连接装置匹配、用于约束实心细杆水平移动并保护应变区的套筒(8)；

所述方法包括以下两种情况：

一、静态条件下测量接触力：将杆式压力传感器替换弓头转轴并安装完毕后，其测得的杆式压力传感器示数即为静态条件下的弓网接触力；

二、动态条件下测量接触力：在弓网中，将杆式压力传感器替换弓头转轴并安装完毕后，并在弓头和杆式传感器端头各设置一个加速度传感器，并且称量弓头质量m₁，弓头悬架至杆式压力传感器部分的质量m'，杆式压力传感器的质量m₀，当弓网运行时，读取同一时间杆式压力传感器的示数和加速度传感器的示数，即可计算得到该时间的弓网接触力F_c：

其中，m₁、m'、m₀的单位是kg，F_c的单位是N，加速度的单位是m/s²；为弓头部分的惯性力，x₁是弓头位移，单位为m；为悬架至传感器应变区部分的惯性力，x′是杆式压力传感器位移，单位为m；k₀(x′-x₂)为杆式压力传感器的测量值，k₀是传感器弹性系数，单位为N/m，x₂是受电弓框架位移，单位为m。

2.根据权利要求1所述的使用弓网接触力杆式压力传感器测量弓网接触力的方法，其特征在于，所述两个连接装置对称设置在实心细杆(3)两端，每个连接装置均包括两个贯穿实心细杆上下面且间距在20～30mm的连接孔(6)，以及设置在连接孔中的连接件(7)。

3.根据权利要求2所述的使用弓网接触力杆式压力传感器测量弓网接触力的方法，其特征在于，所述连接件(7)为螺栓。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的使用弓网接触力杆式压力传感器测量弓网接触力的方法，其特征在于，所述实心细杆(3)外径与弓头转轴(1)外径一致、实心细杆长度长于弓头转轴长度。

5.根据权利要求4所述的使用弓网接触力杆式压力传感器测量弓网接触力的方法，其特征在于，所述实心细杆(3)中部套接有热缩管(9)，实心细杆上、套接有热缩管的部位铣细了1～3mm，所述热缩管的外径不大于弓头转轴(1)外径。

6.根据权利要求5所述的使用弓网接触力杆式压力传感器测量弓网接触力的方法，其特征在于，所述弓头包括滑板(10)和托架(11)，所述滑板(10)上固定有一个加速度传感器。