接觸網(wǎng)檢測激光相機(jī)加裝鼓風(fēng)裝置

廣州地鐵 廣州 510380

摘要：現(xiàn)行業(yè)內(nèi)接觸網(wǎng)幾何尺寸檢測以采用激光-相機(jī)組件為主，其檢測精度受附著在激光相機(jī)鏡片灰塵、水等侵入物質(zhì)影響。本文以提高接觸網(wǎng)檢測精度為目的，分析接觸網(wǎng)檢測產(chǎn)生檢測精度誤差的原因，研究開發(fā)消除影響因素的技改裝置，解決實(shí)際應(yīng)用中的困難。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)檢測；誤差；鼓風(fēng)裝置

引言

接觸網(wǎng)的質(zhì)量和工作狀態(tài)直接影響著電氣化鐵道的運(yùn)輸能力。傳統(tǒng)接觸網(wǎng)測量方法主要靠手工測量和目測，其速度慢、隨機(jī)性大、準(zhǔn)確率低不能滿足線網(wǎng)鐵路接觸網(wǎng)發(fā)展的需要。接觸網(wǎng)動態(tài)檢測車采用先進(jìn)的檢測設(shè)備，速度快、檢測參數(shù)多、準(zhǔn)確率高。接觸網(wǎng)動態(tài)檢測已逐步成為接觸網(wǎng)幾何尺寸檢查的主要方式，接觸網(wǎng)檢測數(shù)據(jù)的精度也逐漸成為影響電客車運(yùn)行安全的主導(dǎo)因素。

一 幾何參數(shù)檢測原理

廣州地鐵現(xiàn)今使用的檢測車為G031網(wǎng)軌檢測車，在車上安裝激光-相機(jī)設(shè)備，采用非接觸式的激光數(shù)字?jǐn)z像技術(shù)進(jìn)行檢測。檢測系統(tǒng)包括幾何參數(shù)檢測系統(tǒng)、補(bǔ)償檢測系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、攝像監(jiān)視系統(tǒng)、動態(tài)參數(shù)檢測系統(tǒng)、輔助參數(shù)及其他等六大部分組成，接觸網(wǎng)檢測參數(shù)包括接觸線導(dǎo)高、拉出值、接觸線硬點(diǎn)、弓網(wǎng)壓力、速度、溫度等。

幾何參數(shù)測量采用激光器-相機(jī)組件設(shè)備，激光器發(fā)射線激光向上投射到接觸線上，高速工業(yè)數(shù)字相機(jī)傾斜一定的角度（如圖1）向上拍攝光條在接觸線上的畸變圖像，通過成像位置計(jì)算出接觸線相對相機(jī)的高度和橫向偏移，再根據(jù)相機(jī)安裝在車體的位置換算出接觸線的導(dǎo)高和拉出值。

圖1 接觸網(wǎng)激光取點(diǎn)圖

數(shù)字相機(jī)輸出的為用像素整列來表示的8位灰度位圖圖像，找出激光線打在接觸線上所形成的畸變曲線（圖2圓圈位置）接觸線底部在圖像中的像素坐標(biāo)，然后通過一定的標(biāo)定計(jì)算，就可以換算出接觸線在實(shí)際空間中的幾何位置，即導(dǎo)高和拉出值。通過車體振動補(bǔ)償測量裝置測量車體相對于鋼軌的位移量進(jìn)行補(bǔ)償，從而輸出導(dǎo)高和拉出值。

圖2 激光相機(jī)取點(diǎn)

二 使用過程存在的問題

G031網(wǎng)軌檢測車負(fù)責(zé)廣州地鐵一、二、三、八號線的接觸網(wǎng)動態(tài)檢測，其中地鐵一號線設(shè)計(jì)有2km為露天段，采用柔性接觸網(wǎng)供電；各線路車輛段線路均采用露天段柔性接觸網(wǎng)供電。

下雨天氣接觸網(wǎng)檢測過程中發(fā)現(xiàn)：檢測激光相機(jī)取點(diǎn)得到的畸變曲線出現(xiàn)不同程度的變形或消失，檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)大量異常超限或超限值偏大，無法正常反應(yīng)接觸網(wǎng)實(shí)際幾何尺寸，失去接觸網(wǎng)檢測的動態(tài)監(jiān)控作用。

由于接觸網(wǎng)作業(yè)車時有在作業(yè)前無法對檢測激光相機(jī)鏡片進(jìn)行清洗擦拭，因此殘留在鏡片上的污垢、粉塵等侵入物亦可對檢測系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響，使檢測設(shè)備無法探測接觸網(wǎng)真實(shí)“健康狀況”。

三 加裝鼓風(fēng)裝置改造

從產(chǎn)生問題的源頭著手，根據(jù)鼓風(fēng)吹散雨水、灰塵等雜質(zhì)的原理，利用網(wǎng)軌檢測車受電弓升降氣缸的分流氣壓，引入到激光相機(jī)對準(zhǔn)鏡片進(jìn)行鼓風(fēng)清潔鏡片。具體做法是：

1、從車體氣缸管中接入分流閥、開關(guān)電磁閥，用軟管將分流的氣壓從車底引至車頂，如圖3所示；

2、將氣流管分成4支，分別引入至剛性相機(jī)、柔性相機(jī)、剛性激光器、柔性激光器鏡片邊上，分別用固件進(jìn)行固定，保證氣管的噴頭對準(zhǔn)鏡片，如圖4；

3、啟動電源、氣動系統(tǒng)，打開分流電磁閥開關(guān)，人為在激光相機(jī)鏡片上灑水，反復(fù)試驗(yàn)，調(diào)

圖3 氣管接入圖

圖4 氣管安裝圖

節(jié)分流氣壓至6Mpa，同時試驗(yàn)受電弓的升降動力，確保對受電弓的升降無影響。

經(jīng)過重復(fù)的試驗(yàn)、調(diào)節(jié)，確保飄灑的雨水及塵埃不能在鏡片上停留，不影響檢測。改造效果如圖5，試驗(yàn)表明改造后的接觸網(wǎng)檢測數(shù)據(jù)不受侵入物的干擾。

圖5 改造試驗(yàn)效果圖

結(jié)論

在檢測前打開電磁閥，用鼓風(fēng)裝置對激光相機(jī)鏡片進(jìn)行清潔，在下雨時采用一邊檢測一變鼓風(fēng)的模式。該鼓風(fēng)裝置的使用很大程度解決了雨水、灰塵對檢測數(shù)據(jù)的影響，從而提高了檢測數(shù)據(jù)的精度，提供了地鐵運(yùn)營安全的保證；省略人工爬到車頂對設(shè)備進(jìn)行清潔，很好的消除了人為操作安全隱患，且在供電區(qū)段可使用，達(dá)到隨時隨地鼓風(fēng)清潔的目的，值得在后續(xù)檢測設(shè)備中推廣使用。但在設(shè)備使用的同時考慮氣缸方面的安全及受電弓升降問題，將會為設(shè)備提供更安全的前提。

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