[發(fā)明專利]鐵路軌道輪軌力監(jiān)測系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410347233.9
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN104165716A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷曉燕;賴建飛;劉慶杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/22
• 分類號(hào): G01L1/22
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所 36100
• 代理人: 黃新平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵道工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路軌道輪軌力監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

列車運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和安全性受很多因素的影響，包括地質(zhì)條件、機(jī)車車輛、通信信號(hào)、氣候條件、線路條件等。評(píng)估列車運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的參數(shù)主要有脫軌系數(shù)和輪重減載率，這兩個(gè)參數(shù)是由輪軌力的計(jì)算而得。因此，對輪軌力進(jìn)行監(jiān)測是評(píng)估列車運(yùn)行穩(wěn)定和安全的重要措施。

目前，鐵路軌道輪軌力監(jiān)測系統(tǒng)的安裝方式分為兩種，一種將監(jiān)測系統(tǒng)安裝在軌檢車上，這種監(jiān)測系統(tǒng)只能監(jiān)測到軌檢車運(yùn)行時(shí)的輪軌力，而其他車輛經(jīng)過該段線路時(shí)的輪軌力卻不能獲得；另一種是將監(jiān)測系統(tǒng)安裝在軌道旁，這種監(jiān)測系統(tǒng)雖然可以監(jiān)測到每輛列車經(jīng)過測點(diǎn)的輪軌力，但該監(jiān)測過程卻不能在列車運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)的反映出來。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是提供一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測每趟列車經(jīng)過測點(diǎn)時(shí)輪軌力的鐵路軌道輪軌力監(jiān)測系統(tǒng)。

本發(fā)明的鐵路軌道輪軌力監(jiān)測系統(tǒng)，包括應(yīng)變花采集裝置、NI?9237模塊、PC機(jī)，應(yīng)變花采集裝置按剪應(yīng)力法粘貼在鋼軌上，粘貼位置分別為左軌軌腰、左軌軌底、右軌軌腰、右軌軌底，這四個(gè)位置所采集的應(yīng)變分別對應(yīng)左軌垂向力、左軌橫向力、右軌垂向力、右軌橫向力；每個(gè)位置中的應(yīng)變花通過排線進(jìn)行組橋，橋路的輸出端連接至與NI?9237模塊配套的橋盒上，每個(gè)橋盒的輸出端通過RJ-50插口分別連接至NI?9237模塊的四個(gè)通道中，即四個(gè)通道分別采集以上四個(gè)位置的輪軌力應(yīng)變；NI?9237的輸出端通過USB接口與PC機(jī)連接。

應(yīng)變花采集裝置是將鋼軌的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為應(yīng)變花的電阻，采用應(yīng)變花通過剪應(yīng)力法測量鋼軌由輪軌力產(chǎn)生的應(yīng)變；?NI?9237模塊是一種基于電橋采集應(yīng)變的模塊，該模塊能夠通過電橋采集到應(yīng)變花的電阻變化，從而采集到鋼軌的應(yīng)變；PC機(jī)完成對輪軌力應(yīng)變的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理分析，并顯示。

當(dāng)列車經(jīng)過測點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)對輪軌力應(yīng)變進(jìn)行正式采集，該過程所采集到的數(shù)據(jù)不僅會(huì)實(shí)時(shí)的顯示在程序的界面上，而且會(huì)保存在預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑當(dāng)中；當(dāng)列車完全經(jīng)過測點(diǎn)后，采集結(jié)束，系統(tǒng)會(huì)對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。剛采集到的原始數(shù)據(jù)夾雜著一定的干擾噪聲，主要包括基線漂移和寬帶噪聲，數(shù)據(jù)處理功能能消除以上噪聲，得到理想的有效數(shù)據(jù)，從而提取到輪軌力應(yīng)變波形中波峰的峰值，分析功能通過標(biāo)定系數(shù)將輪軌力應(yīng)變值轉(zhuǎn)換成輪軌力的值，并且通過輪軌力間的相互計(jì)算能夠得到脫軌系數(shù)和輪重減載率的值。

本發(fā)明的鐵路軌道輪軌力監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測到每趟列車經(jīng)過測點(diǎn)時(shí)的輪軌力，在監(jiān)測過程中，輪軌力應(yīng)變波形能夠?qū)崟r(shí)的顯示出來，并提取輪軌力應(yīng)變波形中波峰的峰值，通過標(biāo)定系數(shù)的換算得到輪軌力的值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的連接布置示意圖；

圖2為輪軌垂向力應(yīng)變花貼片和組橋方式示意圖；

圖3為輪軌橫向力應(yīng)變花貼片和組橋方式示意圖。

具體實(shí)施方式

一種鐵路軌道輪軌力監(jiān)測系統(tǒng)，包括應(yīng)變花采集裝置、NI?9237模塊、PC機(jī)，應(yīng)變花采集裝置按剪應(yīng)力法粘貼在鋼軌上，粘貼位置分別為左軌軌腰、左軌軌底、右軌軌腰、右軌軌底，這四個(gè)位置所采集的應(yīng)變分別對應(yīng)左軌垂向力、左軌橫向力、右軌垂向力、右軌橫向力；每個(gè)位置中的應(yīng)變花通過排線進(jìn)行組橋，橋路的輸出端連接至與NI?9237模塊配套的橋盒上，每個(gè)橋盒的輸出端通過RJ-50插口分別連接至NI?9237模塊的四個(gè)通道中，即四個(gè)通道分別采集以上四個(gè)位置的輪軌力應(yīng)變；NI?9237的輸出端通過USB接口與PC機(jī)連接。

測試輪軌垂向力應(yīng)變花貼片和組橋方式如圖2所示，測試垂向力P的應(yīng)變花1、2、3、4、1'、2'、3'、4'分別貼在離枕盒中心線110mm的兩個(gè)斷面上，貼片位置在軌腰兩側(cè)的中和軸上，應(yīng)變花中應(yīng)變片的方向與鋼軌縱向成45°角。

測試輪軌橫向力應(yīng)變花貼片和組橋方式如圖3所示，測試橫向力H的應(yīng)變花A₁、B₁、A₂、B₂、A₁'、B₁'、A₂'、B₂'分別貼在離枕盒中心線110mm的兩個(gè)斷面距軌底邊緣20mm處，應(yīng)變花中應(yīng)變片的方向與鋼軌縱向成45°角。

系統(tǒng)在軌道上的連接布置圖如圖1所示，在監(jiān)測點(diǎn)左、右鋼軌的軌腰和軌底，按圖2和圖3中測試輪軌垂向力和橫向力的應(yīng)變花貼片和組橋方式進(jìn)行貼片和組橋。排線被引致軌道旁，距軌道有一定的距離，從而不影響現(xiàn)場通車情況。總共有四股排線，每股排線包含了各應(yīng)變花粘貼位置的橋路輸出線，并且這些橋路輸出線按剪應(yīng)力法的組橋方式連接在與NI?9237模塊配套的橋盒上。