[發(fā)明專利]一種鐵軌振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810481139.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108680248A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷林;趙玉良;于曉東;沙曉鵬;田智杰;詹春艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵山橋集團(tuán)有限公司;東北大學(xué)秦皇島分校
• 主分類號(hào): G01H17/00
• 分類號(hào): G01H17/00;G01P15/18
• 代理公司: 北京匯眾通達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11622
• 代理人: 梁明升

本發(fā)明公開(kāi)了一種鐵軌振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊、振動(dòng)喚醒模塊以及串口顯示模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊、振動(dòng)喚醒模塊以及串口顯示模塊分別與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊及所述單片機(jī)系統(tǒng)相連，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機(jī)系統(tǒng)相連。本申請(qǐng)?zhí)峁┑蔫F軌振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，為以加速度傳感器、單片機(jī)為核心部件的鐵軌振動(dòng)檢測(cè)裝置，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)試精度高，操作方便，適用于鐵軌在火車車輪激勵(lì)下的振動(dòng)量實(shí)時(shí)檢測(cè)。用于在火車經(jīng)過(guò)鐵軌的過(guò)程中，對(duì)鐵軌在火車車輪激勵(lì)下的振動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)鐵軌運(yùn)行狀態(tài)和安全狀況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種以微加速度傳感器為核心部件的鐵軌振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

我國(guó)鐵路建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅猛，并已取得良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。隨著鐵路運(yùn)輸速度的不斷提升，對(duì)鐵軌運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)已成為鐵路線路安全運(yùn)行的重要前提，尤其是在偏遠(yuǎn)地區(qū)路段，對(duì)鐵軌的運(yùn)行狀態(tài)、安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是目前鐵路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控的瓶頸，更是保障鐵路安全運(yùn)行的技術(shù)難點(diǎn)。

鐵軌在火車車輪激勵(lì)下的振動(dòng)是鐵軌運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，鐵軌振動(dòng)的監(jiān)測(cè)涉及傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和振動(dòng)分析技術(shù)等多個(gè)學(xué)科。當(dāng)前大量事實(shí)表明，在高速重載的情況下，鐵軌振動(dòng)異常可能會(huì)導(dǎo)致貨物破損、軌道破壞、道床偏移、列車脫軌等危險(xiǎn)情況。鐵路建設(shè)只有借助各種新型傳感器不斷的提高其科技化、智能化水平，才能確保鐵路“安全、經(jīng)濟(jì)、快捷”的運(yùn)行，并在激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。因此，鐵軌振動(dòng)檢測(cè)裝置對(duì)鐵路事業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展具有重要意義。

常見(jiàn)的加速度傳感包括壓阻式、壓電式和電容式等，多用在地震檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)、工程測(cè)振、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析中。同時(shí)現(xiàn)有的加速度傳感器具有體積小和重量輕等特點(diǎn)，可以集成在印刷電路板上用于測(cè)量三維加速度，能夠全面而準(zhǔn)確地反映物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，所以對(duì)于鐵軌振動(dòng)的檢測(cè)使用加速度傳感器是十分重要且可行的一種技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種鐵軌振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。用于在火車經(jīng)過(guò)鐵軌的過(guò)程中，對(duì)鐵軌在火車車輪激勵(lì)下的振動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)鐵軌運(yùn)行狀態(tài)和安全狀況，及時(shí)識(shí)別結(jié)構(gòu)潛在的損傷， 以便維護(hù)人員采取有效地維修措施，降低結(jié)構(gòu)維護(hù)成本。

本發(fā)明提供了如下方案：

一種鐵軌振動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，包括：

電壓轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊、振動(dòng)喚醒模塊以及串口顯示模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊、振動(dòng)喚醒模塊以及串口顯示模塊分別與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊及所述單片機(jī)系統(tǒng)相連，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機(jī)系統(tǒng)相連；

所述電壓轉(zhuǎn)換模塊用于所述單片機(jī)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊、振動(dòng)喚醒模塊以及串口顯示模塊供電；

所述數(shù)據(jù)采集模塊用于根據(jù)接收到所述單片機(jī)系統(tǒng)輸出的控制信號(hào)采集鐵軌振動(dòng)的加速度數(shù)據(jù)；

所述SD卡存儲(chǔ)模塊用于儲(chǔ)存所述加速度數(shù)據(jù)；

所述振動(dòng)喚醒模塊用于當(dāng)檢測(cè)到鐵軌震動(dòng)信號(hào)后將處于待機(jī)狀態(tài)的所述單片機(jī)系統(tǒng)喚醒；

所述串口顯示模塊用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述單片機(jī)系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)是否正常。

優(yōu)選的：還包括與所述單片機(jī)系統(tǒng)相連的程序下載模塊，所述程序下載模塊用于下載控制程序。

優(yōu)選的：所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括電壓轉(zhuǎn)換芯片、用于外接電源的USB母座、控制整個(gè)電路開(kāi)關(guān)的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、第一限流電阻、用于指示整個(gè)裝置是否正常供電的電源指示燈、第一濾波電容、第二濾波電解電容、第三濾波電容和第四濾波電解電容。

優(yōu)選的：所述電壓轉(zhuǎn)換芯片的型號(hào)為AMS1117-3.3。