一种紫外监测仪的制作方法

本实用新型涉及紫外光监测设备技术领域，特别是一种紫外监测仪。

背景技术：

随着我国铁路旅客列车提速和高速铁路的研究，改善接触网-受电弓系统受流性能的要求不断提高。接触网-受电弓系统的理想运行状态是弓网可靠接触，无离线、无火花，机车不间断地从接触网上获得电能。由于电力机车是通过受电弓与接触网导线间的滑动接触而获取电能的，当运动的受电弓通过相对静止的接触网时，接触网受到外力干扰，于是在受电弓和接触网两个系统间产生动态的相互作用，弓网系统产生特定形态的振动，当振动剧烈时，可以造成受电弓滑板与接触导线脱离接触，形成离线，产生电弧和火花，加速电器的绝缘损伤，对通信产生电磁干扰，更严重的是直接影响受流，甚至会造成供电瞬时中断，使列车丧失牵引力和制动力。弓网离线火花是影响功率传输、接触线及受电弓滑板磨耗、电磁干扰的重要因素。

而如何有效监测弓网火花，进而对弓网火花产生的频率、位置及相关特性进行分析，成为机车获得理想运行状态的可靠保证。通常采用紫外光敏管进行监测，但在日常工作状态下，紫外光敏管会因电子噪声触发而不定时地产生脉冲信息，影响紫外监测的有效性。而在日光光照强度和环境温度升高的情况下，紫外光敏管的电子噪声触发的可能性将大大提高，从而产生信号误报，导致紫外监测有效性的降低。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中使用紫外光敏管监测电火花时存在误报、监测有效性低的问题，提供一种紫外监测仪，该监测仪通过设置多个紫外传感器，由于多个紫外传感器同时被电子噪声触发的可能性大大降低，使得多个紫外传感器不可能同时产生脉冲信息，只有在发生电火花的情况下，多个紫外传感器才会同时监测到紫外光，从而准确监测到电火花，完成信号采集、运算。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种紫外监测仪，包括多个用于接收光信息的紫外传感器，多个所述紫外光传感器连接至信息处理模块上，还包括固定框架，多个所述紫外传感器和信息处理模块安装在所述固定框架内。

通过设置多个紫外传感器，每个紫外传感器接收电火花中的光信息，并将信息传递至信息处理模块，经过信息处理模块的采集、处理和计算，有效监测到线路中产生的电火花，从而对电火花产生的频率、位置及相关特性进行分析，为线路的安全运行状态提供可靠保证。传统的紫外监测仪采用单一的紫外传感器进行监测，单一的紫外传感器在监测过程中，由于电子噪声触发而不定时地产生脉冲信息，影响紫外监测的有效性，并且在日光光照和环境温度升高的情况下，紫外光敏管的电子噪声触发的可能性还将大大提高，从而产生较高的信号误报率，导致紫外监测有效性的降低，通过设置多个紫外传感器，多个紫外传感器不可能同时发生误报，从而提高电火花的有效监测。

多个所述紫外光传感器既可以分别与对应的信息处理模块连接，也可以同时连接至一个信息处理模块，当多个紫外光传感器对应多个信息处理模块时，每个信息处理模块分别对各自的紫外光传感器接收到的光信息进行收集、处理和运算，当多个紫外光传感器同时连接至一个信息处理模块时，该信息处理模块对各个紫外光传感器接收到的光信息都进行收集、处理和运算，最后输出处理后的信号。

作为本实用新型的优选方案，所述紫外传感器为紫外光敏管，该紫外光敏管采用充气型紫外光敏管。紫外光敏管的参数为：最大耐压值400VDC，工作电压325±25VDC， 检测波长范围185～260nm，灵敏度20000cpm。由于电火花中紫外光的波长集中在185～260nm，采用检测波长范围为185～260nm的紫外光敏管，可以有效监测到电火花。

作为本实用新型的优选方案，所述固定框架包括主体部，及与主体部密封连接的前盖和后盖，所述前盖上设有用于紫外光透射的镜片，信息处理模块安装在主体部内。

所述前盖和后盖通过密封圈与主体部连接，使该紫外监测仪组装形成与外界隔离的封闭结构，当紫外监测仪在户外使用时，使其具有防水、防侵噬的效果。

所述主体部沿长度方向的截面形状为矩形，所述前盖和后盖分别与主体部连接的部位也为矩形，并且在端面开设有用于安装密封圈的密封结构，密封圈安装在密封结构后，通过设置在前盖、后盖和主体部上的连接结构实现连接，密封结构为密封凹槽，连接结构为连接螺孔。

作为本实用新型的优选方案，所述镜片的数量为一个，该镜片上设置多个将紫外光分为若干传输路径的光仓，多个所述光仓与紫外传感器对应布置。只布置一个镜片，将所有光仓设置在同一个镜片上，能简化前盖的整体结构，同时设置多个光仓，使进入每个光仓的光线之间不发生干扰，各个紫外传感器分别对各自光仓透射的紫外光进行感应、监测，实现了传感器信号的定向采样功能，从而有效减少了传感器相互之间的干扰，进一步减少误报率，使紫外监测仪能有效监测到弓网火花，进而通过监测系统为机车安全运行提供保证。

本技术方案中所指的光仓为紫外光从外部环境照射到紫外监测仪内部的光线窗口，光线通过光仓照射到监测仪内部，该窗口为将外部环境与监测仪内部隔离分开的封闭结构， 通过物理分隔使光仓内外独立，从而避免雨水、蚊虫等污染物进入到监测仪内部。

作为本实用新型的优选方案，多个所述光仓之间不透光。设置多个光仓后，多个光仓之间采用不透光的方式，使各个光仓之间完全独立，紫外光从光仓透射到对应的传感器后，传感器对光线进行信号采样，各个传感器采取的信号样本是独立的，从而完全避免了传感器之间的相互干扰，减少误报率，除光仓以外的区域喷涂不透光材料。

作为本实用新型的优选方案，所述前盖上布置有多个相互独立的镜片，紫外光通过多个所述镜片透射至紫外传感器，多个所述镜片与紫外传感器对应设置。每个镜片作为一个单独的光仓，紫外光从每个光仓透射进入监测仪内，多个镜片相互独立，使紫外光从各个镜片透射进入到监测仪内，从而使紫外光的传输路径完全分隔开来，从而完全避免了传感器之间的相互干扰。

作为本实用新型的优选方案，所述镜片采用远紫外玻璃，该远紫外玻璃为185～260nm的紫外光无吸收带玻璃。采用该种远紫外玻璃，使紫外光完全透射进入监测仪，其余光线被部分吸收，保证紫外光透射率。

作为本实用新型的优选方案，多个所述紫外传感器安装在前盖内。将紫外光传感器安装在前盖内，使紫外光传感器能直接采集到从光仓透射至监测仪内的紫外光，进而将采集的光信息及时传递至信息处理模块。

作为本实用新型的优选方案，所述紫外传感器的数量为两个。

作为本实用新型的优选方案，所述信息处理模块包括依次连接的高压发生器、信号采集电路、信号处理电路和输出控制电路。

所述高压发生器为紫外光敏管提供可调式280~380VDC的工作电压，所述信号采集电路完成光电流信号采集，所述信号处理电路完成滤波、放大、整形以及测试结果计算，所述输出控制电路将测试结果传送至输出端。

作为本实用新型的优选方案，所述信息处理模块上还连接有用于信号输出的接线插头，所述接线插头密封安装在过线孔内。布置接线插头，所述接线插头安装在过线孔内，接线插头位于监测仪一端与信息处理模块连接，输出一端用于外接传输信号线。

作为本实用新型的优选方案，所述接线插头为航空插头或接线端子。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、通过设置多个紫外传感器，多个紫外传感器不可能同时发生误报，每个紫外传感器接收电火花中的光信息，并将信息传递至信息处理模块，经过信息处理模块的采集、处理和计算，有效监测到线路中产生的电火花，从而对电火花产生的频率、位置及相关特性进行分析，为线路的安全运行状态提供可靠保证；

2、通过布置一个镜片，在该镜片上设置多个光仓，既能简化前盖的整体结构，同时设置多个光仓，使进入每个光仓的光线之间不发生干扰，各个紫外传感器分别对各自光仓透射的紫外光进行感应、监测，实现了传感器信号的定向采样功能，从而有效减少了传感器相互之间的干扰，进一步减少误报率，使紫外监测仪能有效监测到弓网火花，进而通过监测系统为机车安全运行提供保证。

附图说明

图1为本实用新型的紫外监测仪的结构示意图。

图2为图1中紫外监测仪组装后的结构示意图。

图3为本实用新型的紫外监测仪的结构方框图。

图4为实施例1的紫外监测仪后盖的结构示意图。

图5为实施例2的紫外监测仪后盖的结构示意图。

图6为实施例2的紫外监测仪前盖的结构示意图。

图中标记：1-紫外传感器，2-信息处理模块，3-固定框架，31-主体部，32-前盖，33-后盖，34-镜片，35-镜片框，36-过线孔，37-密封圈，38-光仓，4-航空插头，5-接线端子，6-安装孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1、图2和图3所示，紫外监测仪，包括多个用于接收光信息的紫外传感器1，多个所述紫外光传感器1连接至信息处理模块上2，还包括固定框架3，多个所述紫外传感器1和信息处理模块2安装在所述固定框架3内。

本实施例中，紫外光传感器1的数量为两个。

通过设置多个紫外传感器，每个紫外传感器接收电火花中的光信息，并将信息传递至信息处理模块，经过信息处理模块的采集、处理和计算，有效监测到线路中产生的电火花，从而对电火花产生的频率、位置及相关特性进行分析，为线路的安全运行状态提供可靠保证。传统的紫外监测仪采用单一的紫外传感器进行监测，单一的紫外传感器在监测过程中，由于电子噪声触发而不定时地产生脉冲信息，影响紫外监测的有效性，并且在日光光照和环境温度升高的情况下，紫外光敏管的电子噪声触发的可能性还将大大提高，从而产生较高的信号误报率，导致紫外监测有效性的降低，通过设置多个紫外传感器，多个紫外传感器不可能同时发生误报，从而提高电火花的有效监测。

本实施例中，多个所述紫外光传感器分别连接有对应的信息处理模块，每个信息处理模块分别对各自的紫外光传感器接收到的光信息进行收集、处理和运算。

紫外传感器1采用充气型紫外光敏管，紫外光敏管的参数为：最大耐压值400VDC，工作电压325±25VDC， 检测波长范围185～260nm，灵敏度20000cpm。由于电火花中紫外光的波长集中在185～260nm，采用检测波长范围为185～260nm的紫外光敏管，可以有效监测到电火花。

作为其中一种优选的实施方式，所述固定框架3包括主体部31，及与主体部31密封连接的前盖32和后盖33，所述前盖32上设有用于紫外光透射的镜片34，信息处理模块2安装在主体部31内，前盖32和后盖33通过密封圈37与主体部31连接，使该紫外监测仪组装形成与外界隔离的封闭结构，当紫外监测仪在户外使用时，使其具有防水、防侵噬的效果。

所述主体部31沿长度方向的截面形状为矩形，所述前盖32和后盖33分别与主体部31连接的部位也为矩形，并且在端面开设有用于安装密封圈37的密封结构，密封圈37安装在密封结构后，通过设置在前盖32、后盖33和主体部31上的连接结构实现连接，密封结构为密封凹槽，连接结构为安装孔6。

作为其中一种实施方式，镜片34的数量为一个，该镜片34上设置多个将紫外光分为若干传输路径的光仓38，多个所述光仓38与紫外传感器1对应布置，本实施例中，设置两个光仓38，两个光仓38与紫外传感器1对应。只布置一个镜片34，将所有光仓38设置在同一个镜片34上，能简化前盖32的整体结构，同时设置两个光仓，使分别进入两个光仓38的光线之间不发生干扰，各个紫外传感器1分别对各自光仓38透射的紫外光进行感应、监测，实现了传感器信号的定向采样功能，从而有效减少了传感器相互之间的干扰，进一步减少误报率，使紫外监测仪能有效监测到弓网火花，进而通过监测系统为机车安全运行提供保证。

本技术方案中所指的光仓为紫外光从外部环境照射到紫外监测仪内部的光线窗口，光线通过光仓照射到监测仪内部，该窗口为将外部环境与监测仪内部隔离分开的封闭结构， 通过物理分隔使光仓内外独立，从而避免雨水、蚊虫等污染物进入到监测仪内部。

多个所述光仓38之间不透光，设置多个光仓38后，多个光仓38之间采用不透光的方式，使各个光仓38相互独立，紫外光从光仓38透射到对应的传感器后，传感器对光线进行信号采样，各个传感器采取的信号样本是独立的，从而完全避免了传感器之间的相互干扰，减少误报率，实现光仓之间不透光的方法可以采用除光仓以外的区域喷涂不透光材料。

作为其中的一种实施方式，镜片34采用远紫外玻璃，该远紫外玻璃为185～260nm的紫外光无吸收带玻璃，采用该种远紫外玻璃，使紫外光完全透射进入监测仪，其余光线被部分吸收，保证紫外光透射率，镜片34安装在镜片框35内，镜片框35与前盖32密封连接。

作为其中的一种优选的实施方式，多个所述紫外传感器1安装在前盖32内，将紫外光传感器1安装在前盖32内，使紫外光传感器1能直接采集到从光仓38透射至监测仪内的紫外光，进而将采集的光信息及时传递至信息处理模块。

信息处理模块2包括依次连接的高压发生器、信号采集电路、信号处理电路和输出控制电路，高压发生器为紫外光敏管提供可调式280～380VDC的工作电压，所述信号采集电路完成光电流信号采集，所述信号处理电路完成滤波、放大、整形以及测试结果计算，所述输出控制电路将测试结果传送至输出端。

如图4所示，信息处理模块2上还连接有用于信号输出的接线插头，所述接线插头密封安装在开设与后盖33上的过线孔36内，本实施例中，接线插头采用接线端子5，接线端子5密封安装在过线孔36内，接线端子5与信息处理模块2焊接连接，过线孔36为矩形状，信息处理模块2的信号传输至接线端子5，再使用信号线连接，信号线一端插入接线端子，另一端与监控系统连接，从而将紫外监测仪监测到的信号传输至监控系统，达到输出信号的目的。

本实施例通过设置两个紫外传感器，两个紫外传感器不可能同时发生误报，每个紫外传感器接收电火花中的光信息，并将信息传递至信息处理模块，经过信息处理模块的采集、处理和计算，有效监测到线路中产生的电火花，从而对电火花产生的频率、位置及相关特性进行分析，为线路的安全运行状态提供可靠保证。

实施例2

本实施例的紫外监测仪与实施例1基本相同，不同之处在于：

如图5所示，接线插头为航空插头4，该航空插头4与信息处理模块2采用感温线焊接的方式连接，过线孔36为与航空插头4形状对应的圆形孔，由于采用包含多个紫外传感器的紫外监测仪，其线束的芯束较多，针对芯数较多的线束，用航空插头4来连接，不仅安全可靠、操作方便，而且具有较好的美观性。使用感温线焊接航空插头4与信息处理模块2，能有效保证其信息处理模块2与航空插头4连接牢固、可靠，提高紫外监测仪的可靠性。

航空插头4采用直式防水航空插头，且航空插头4穿过过线孔36的过线部位裹覆有硅橡胶。

作为其中一种优选的实施方式，硅橡胶采用704硅橡胶，使产品具备较高的防护等级，防护等级达到67，704室温硫化硅橡胶不仅有突出的耐高、低温性和耐老化性，而且还具有优异的电器绝缘性和防潮抗震性，兼具有优良的粘接性，航空插头安装完成后，在过线部位使用704硅橡胶进行密封，使该出线结构具有优异的耐高温和耐热水性能，从而对紫外监测仪形成较好的密封，保证监测仪工作可靠性

如图6所示，所述前盖32上布置有多个相互独立的镜片34，每个独立的镜片34上均布置一个光仓38，本实施例中，设置三个镜片34，三个镜片34上分别布置光仓38，紫外光分别通过多个所述镜片34透射至紫外传感器1，多个所述镜片34与紫外传感器1对应设置，每个镜片作为一个单独的光仓，紫外光从每个光仓透射进入监测仪内，多个镜片相互独立，使紫外光从各个镜片透射进入到监测仪内，从而使紫外光的传输路径完全分隔开来，从而完全避免了传感器之间的相互干扰。

多个镜片34通过粘合或其他方式固定在镜片框35上，镜片框35与前盖32密封连接，前盖32上设有用于将其与主体部连接的安装孔（图中未示出），通过安装孔将其安装在如实施例1中所述的主体部上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。