一种氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置及方法与流程

本发明属于有轨电车氢动力系统监测技术领域，具体涉及一种基于感温光纤的氢能源有轨电车氢动力系统温度及明火源监测装置及方法。

背景技术：

随着氢能源燃料电池技术的日益成熟，目前已在有轨电车领域得到了应用。氢能源有轨电车是采用氢燃料电池作为动力源的有轨电车车辆，具备续航里程长、零排放、无污染、噪声低、全线无网等优势。

车辆在车辆段或停车场内停放和维修时，会涉及到氢气泄漏的安全问题，氢气泄漏后，一旦聚集，在浓度为4.1％～75％时遇到明火易发生爆炸，危害非常严重，该不利因素严重制约了氢能源有轨电车库房的设计，进而影响氢能源有轨电车技术的发展。

目前针对氢能源有轨电车的库内泄漏及温度监测只是采用甲类厂房的相关设计设置库顶排风机或喷淋系统以及红外火焰探测器等监测设备，但这种措施覆盖面广，工程投资大，并没有针对单一车辆提出有效的监测措施，因此除了对库房状态的监测，对于车辆氢动力系统相关设备设施的温度监测也很有必要，可以在车辆氢动力系统发生超温现象时第一时间明确温升车辆位置并进一步采取措施，为排除安全隐患节省时间。因此，非常有必要研制一种氢能源有轨电车氢动力系统的温度及明火源监测装置。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置及方法，可以在车辆氢动力系统发生超温现象时第一时间明确温升车辆位置并进一步采取降温灭火措施，为排除安全隐患节省时间。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置，包括氢动力系统防护罩组件、喷淋头、吊杆、排风管、排风机以及感温光纤；

所述排风管通过若干吊杆水平固定于屋顶结构顶梁上，且所述排风管一端与室外连通，另一端的端口与所述防护罩组件固定连接；各列车在库内对应位置停稳后，所述防护罩组件能够实现竖向上伸缩，将列车氢动力系统罩起来形成独立空间；

所述防护罩组件上安装有感温光纤，所述排风管内安装有若干喷淋头和排风机，当所述感温光纤监测到温度异常或明火时，所述排风管和喷淋头同时工作，从而对列车氢动力系统进行降温灭火，并同步发生报警，进而解决氢能源有轨电车氢动力系统温升及产生火花、威胁氢动力系统安全的问题。

作为本发明的进一步改进，所述防护罩组件包括防护罩和可伸缩风管，其中所述可伸缩风管与所述排风管的端口密封连接，另一端与列车氢动力系统的防护罩固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述感温光纤环向设于所述防护罩的内壁上。

作为本发明的进一步改进，所述喷淋头设于所述列车氢动力系统上方，与库内消防系统联通，并与所述感温光纤联动。

作为本发明的进一步改进，所述排风机设于所述排风管内靠近出风口的位置，且所述排风机与所述感温光纤联动。

作为本发明的进一步改进，所述屋顶结构顶梁上还设有报警装置，报警装置与设有警戒阈值的感温光纤联动。

作为本发明的进一步改进，所述防护罩尺寸与所述列车氢动力系统的外轮廓相匹配。

按照本发明的另一方面，提供一种氢能源有轨电车氢动力系统升温监测方法，适用于所述的氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置，包括如下步骤；

列车停稳后，操作人员操作设置在库内轨道旁的操作按钮，控制可伸缩风管伸长，防护罩下降，直至罩住列车氢动力系统；

设于所述防护罩内壁的感温光纤与防护罩联动，防护罩一旦被操作下降，所述感温光纤自动开启，实时监测氢动力系统的温度和火花情况；

安装在列车氢动力系统上方的排风管内的喷淋头与库内消防系统联通，并与所述感温光纤联动，感温光纤一旦监测到氢动力系统温度超过设定阈值，所述喷淋头自动开启喷水，将氢动力系统温度降低及明火熄灭。

安装在排风管内的排风机，也与所述感温光纤联动，一旦感温光纤监测到氢动力系统温度异常或有火花产生，排风机自动开启排风，将风管内气体排放至室外。

作为本发明的进一步改进，当所述感温光纤监测到氢动力系统温度异常或有火花产生，报警装置产生报警信息。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置，针对氢能源有轨电车车辆在库内的停放时，采用可自动伸缩的风管将氢动力系统罩起来，形成独立空间，然后通过感温光纤实时监测氢动力系统的温度和明火源情况，一旦感温光纤监测到氢动力系统温度异常或有火花产生，喷淋系统自动开启喷水，将温度降低或将明火熄灭，排风机自动开启排风，将风管内气体排放至室外，进而解决氢能源有轨电车氢动力系统温升及产生火花、威胁氢动力系统安全的问题；可以在车辆氢动力系统发生超温现象时第一时间明确温升车辆位置并进一步采取措施，为排除安全隐患节省时间。

(2)本发明对应的氢能源有轨电车氢动力系统监测方法，通过感温光纤与防护罩联动，使防护罩下降时即对列车氢动力系统进行温度监测，通过喷淋头、排风机与感温光纤联动，能够在感温光纤监测到温度超过阈值或者有火花产生时，同时对其进行喷淋降温和氢气排除操作，工作人员只需要在列车停稳至对应位置后操作库内轨道旁的按钮即可，操作方便且对车辆氢动力系统状态实现有效实时监测，并在温度异常时自动降温。

附图说明

图1为本发明实施例氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置正视图；

图2为本发明实施例氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置侧视图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-防护罩、2-可伸缩风管、3-喷淋头、4-吊杆、5-排风管、6-排风机、7-感温光纤、8-报警装置、9-列车氢动力系统、10-屋顶结构顶梁。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了解决氢能源有轨电车车辆在车辆段或停车场内停放和维修时氢气泄露遇到明火易爆炸的安全问题，本发明提供了一种氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置及监测方法。图1为本发明实施例氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置正视图；图2为与其对应的侧视图。结合图1和图2，本发明的氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置，包括防护罩1、可伸缩风管2、喷淋头3、吊杆4、排风管5、排风机6、感温光纤7以及报警装置8。车辆段或停车场内设有多个列车停放轨道，每辆列车对应一个氢动力系统监测系统。

具体地，排风管5通过若干吊杆4水平固定于屋顶结构顶梁8上(车辆段或停车场库内的梁板结构上)，排风管5一端与室外连通，另一端的端口与防护罩组件固定连接，该端口优选设于排风管底部；防护罩组件包括防护罩1和可伸缩风管2，其中可伸缩风管2与排风管5的端口密封连接，另一端与列车氢动力系统的防护罩1固定连接，通过可伸缩风管2的伸缩可以带动防护罩1竖向上下移动，从而在各列车在库内对应位置停稳后，使防护罩与列车氢动力系统对应锁定。

防护罩1设置于车辆段或停车场库内列车停放轨道位置，列车氢动力系统7的正上方，防护罩1尺寸与列车氢动力系统7的外轮廓相匹配，实现密封。

防护罩1上环向安装感温光纤7，高灵敏的感温光纤7呈环形安装在防护罩1内壁上，列车氢动力系统防护罩一旦被操作下降，感温光纤实时监测氢动力系统的温度和明火源情况，感温光纤内置监测系统设定有警戒阈值，如果监测到温度超出阈值设定值，即向控制系统发出温度异常信息。

列车氢动力系统9上方的排风管5内安装有若干喷淋头3，喷淋头3与库内消防系统联通，并与感温光纤7联动，一旦感温光纤7监测到氢动力系统温度异常或有明火产生，喷淋系统自动开启喷水，通过喷淋头喷水将温度降低或将火花熄灭，避免安全隐患；排风管5内靠近出风口的位置设有排风机6，排风机6与感温光纤7联动，一旦感温光纤7监测到氢动力系统温度异常或有明火产生，排风机自动开启排风，将风管内气体排放至室外。

另外，屋顶结构顶梁10上还设有报警装置8，用于对对应车辆的温度状态输出报警信息，报警装置与设有警戒阈值的感温光纤7联动，采用共同的控制逻辑，接收来自感温光纤7的温度状态信息，超出感温光纤温度警戒值时即产生报警信息。

本发明基于感温光纤的氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置，针对氢能源有轨电车车辆在库内的停放时，采用可自动伸缩的风管将氢动力系统罩起来，形成独立空间，然后通过感温光纤实时监测氢动力系统的温度和明火源情况，一旦感温光纤监测到氢动力系统温度异常或有火花产生，喷淋系统自动开启喷水，将温度降低或将明火熄灭，排风机自动开启排风，将风管内气体排放至室外。可以在车辆氢动力系统发生超温现象时第一时间明确温升车辆位置并进一步采取措施，为排除安全隐患节省时间。

并且本发明基于感温光纤的氢能源有轨电车氢动力系统升温监测装置，对某一单一车辆进行氢动力系统状态监测防护，一方面可以快速锁定氢动力系统温度异常车辆，避免氢气遇高温或明火产生爆炸风险，大大降低危险发生可能性；另一方面还可以避免在库内无目标的大面积敷设相关监测传感器，节省工程投资。

进一步地，本发明对应的基于感温光纤的氢能源有轨电车氢动力系统监测方法，具体包括如下步骤：

(1)列车停稳后，列车司机或库内操作人员操作设置在库内轨道旁的操作按钮，控制可伸缩风管2伸长，列车氢动力系统的防护罩1下降，直至罩住列车氢动力系统9；

(2)设于防护罩1内壁的感温光纤7与防护罩1联动，防护罩1一旦被操作下降，感温光纤7自动开启，实时监测氢动力系统的温度和火花情况；

(3)安装在列车氢动力系统上方排风管5内的喷淋头3与库内消防系统联通，并与感温光纤7联动，感温光纤7一旦监测到氢动力系统温度超过设定阈值(温度异常或有明火产生)，喷淋头3自动开启喷水，将氢动力系统温度降低直至明火熄灭。

(4)安装在排风管5内的排风机6，也与感温光纤7联动，一旦感温光纤7监测到氢动力系统温度异常或有火花产生，排风机6自动开启排风，将风管内气体排放至室外。

优选地，当所述感温光纤7监测到氢动力系统温度异常或有火花产生，报警装置8同步接收来自控制系统的报警指令，发出报警信息。

本发明对应的基于感温光纤的氢能源有轨电车氢动力系统监测方法，通过感温光纤与防护罩联动，使防护罩下降时即对列车氢动力系统进行温度监测，通过喷淋头、排风机与感温光纤联动，能够在感温光纤监测到温度超过阈值或者有火花产生时，同时对氢动力系统进行喷淋降温并将风管内气体排出至库外，工作人员只需要在列车停稳至对应位置后操作库内轨道旁的按钮即可，操作方便且对车辆氢动力系统状态实现有效实时监测，并在温度异常时自动喷淋降温及将气体及时排出至库外。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。