[发明专利]一种碳刷监测系统

摘要

本发明公开了一种碳刷监测系统，包括用于监测碳刷状态的监测单元，其还包括，与监测单元相连的光源单元和转化单元，以及与转化单元相连接的处理单元；所述光源单元为所述监测单元提供光线作为激励信号源；所述监测单元能够随温度的变化而对射入的光线的光波发生感应变化，并将该光信号反馈至所述转化单元；所述转化单元将所述监测单元反馈来的光信号转化为相对应的电信号；所述处理单元对获取的电信号进行计算、处理，完成对碳刷温度的实时在线监测。本发明能够避免人工的巡检的方式，减少人力成本，节约资源，而且能够有效避免人工巡检过程中的安全风险。

主权项

1.一种碳刷监测系统，包括用于监测碳刷状态的监测单元(100)，其特征在于：还包括与监测单元(100)相连的光源单元(400)和转化单元(200)，以及与转化单元(200)相连接的处理单元(300)；所述光源单元(400)为所述监测单元(100)提供光线作为激励信号源；且所述光源单元400还包括波长矫正模块，所述波长矫正模块将波长标定，为可调谐F‑P光滤波器非线性标定提供参考波长；所述监测单元(100)能够随温度的变化而对射入的光线的光波发生感应变化，并将该光信号反馈至所述转化单元(200)，其包括前端传感光缆，所述前端传感光缆包括间距可变的光纤光栅温度传感器，所述光纤光栅温度传感器通过其有效折射率和光栅周期在外界温度改变时发生变化，由此导致光纤光栅的反射波长发生移动，来检测碳刷的温度参量；还包括与所述光纤光栅相粘贴的基底材料，若所述基底材料的热膨胀系数为αsub，并满足αsub》α，其中α为光纤的热膨胀系数，则粘贴后光纤光栅反射波长随温度的变化关系由下式给出：Δλg/λg＝[ζs+(l‑Pe)asub]ΔT，式中：ζs＝1/neff＝Δneff/ΔT为光纤的热光系数，描述光纤折射率随温度的变化关系；Pe为光纤的弹光系数；αsub为与所述光纤光栅相粘贴的基底材料的热膨胀系数，从公式可以看出Δλg与ΔT之间呈线性关系，通过测量光纤光栅反射波长的移动，便可以确定环境温度；该基底材料为聚酰亚胺，所述聚酰亚胺采用一种封装方法与所述光纤光栅封装，所述封装方法还包括：首先，把非金属的聚酰亚胺基底材料做成凹槽形状；其次，用抽完真空的聚酰亚胺粘合剂将光纤光栅封装在凹槽基底上，该方法保证了传感器在受到外界温度变化的影响时粘合剂和基底材料可以保持同种程度的膨胀，大大减少了FBG的线膨胀不均匀，确保了传感器可靠性和稳定性；最后，再用玻璃套管套在传感器外面，AB胶封住两端，既保证了传感器的安全性，也减少了应力和温度的交叉敏感的问题；所述转化单元(200)将所述监测单元(100)反馈来的光信号转化为相对应的电信号；所述处理单元(300)对获取的电信号进行计算、处理，完成对碳刷温度的实时在线监测；所述转化单元(200)、处理单元(300)以及光源单元(400)设置在设备机架(500)内，而所述监测单元(100)与所述碳刷相连接，其彼此之间通过光缆连接；所述监测单元(100)与所述设备机架(500)之间的光缆上设置有连接单元(600)，用以连接自所述监测单元(100)延伸出的光缆和与所述设备机架(500)相连通的光缆；且所述连接单元(600)包括法兰盘(601)和连接器(602)，便于光缆之间的连接和拆卸维护。