[發明專利]一種鋼軌支架式剪力傳感器

在審

• 申請號: 202010565275.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111595425A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 李學寶;李世林;段小軍;安愛民;王前;錢悅磊;高長律;王平;吳俊;王行方;姜會增;周用貴;李楊;顧永建;褚敏;孔德順;李泉;趙天宇;彭沖;侯秀林
• 申請（專利權）人: 北京華橫科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司標準計量研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G01G19/04
• 分類號: G01G19/04;G01G3/00;G01G21/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明公開一種鋼軌支架式剪力傳感器，包括主支架、副支架和傳感器體，主支架、副支架分別設置于鋼軌的兩側，主支架與副支架可拆卸連接，傳感器體設置于主支架靠近鋼軌的一側，主支架設置于鋼軌遠離鐵路軌道的一側；傳感器體包括傳感器端頭、應變梁和傳感器貼片，傳感器端頭與主支架可拆卸連接，應變梁連接兩個傳感器端頭，傳感器貼片設置于應變梁上，應變梁與鋼軌平行設置，應變梁受到鋼軌作用力變形時，傳感器貼片能夠將鋼軌形變轉換為電信號。當鋼軌受力變形時，鋼軌通過主支架使應變梁發生變形，進而通過應變梁上的傳感器貼片將鋼軌變形轉換為電信號。

技術領域

本發明涉及鐵路運輸檢測設備及其周邊配套設施技術領域，特別是涉及一種鋼軌支架式剪力傳感器。

背景技術

鋼軌剪力傳感器(以下簡稱剪力傳感器)，主要應用于鐵道貨車超偏載檢測裝置和不斷軌自動軌道衡。與本發明最相近似的是打孔式剪力傳感器，如圖1所示，在目前鐵道貨車超偏載檢測裝置和不斷軌自動軌道衡上，壓力傳感器與剪力傳感器配套使用，如圖2所示，通過將壓力傳感器與剪力傳感器輸出波形合成后，再進行相關處理。目前鐵道貨車超偏載檢測裝置和不斷軌自動軌道衡所使用的剪力傳感器均需要在鋼軌的軌腰部位鉆孔和絞孔，通過剪力傳感器與安裝孔之間的緊配合，利用鐵路車輛輪重作用引起安裝孔變形，從而擠壓剪力傳感器，測量出相應位置的剪應力大小。在鋼軌上鉆孔本身對鋼軌就是一種破壞，鉆孔的位置、大小、粗糙程度以及鉆孔與剪力傳感器之間的配合程度都直接影響剪力傳感器的測量準確度。鐵道貨車超偏載檢測裝置多安裝在鐵路正線，由人工在鐵路正線進行鉆孔安裝作業，施工危險系數高，安裝操作的準確性和規范性要求高，作業難度大，一旦打孔失敗，需要更換鋼軌，成本高。隨著鐵路提速、重載等要求的提高，對剪力傳感器的安裝、更換、計量等提出了更高的要求。

現有技術中，鐵道貨車超偏載檢測裝置和不斷軌自動軌道衡所應用的剪力傳感器，需要將鋼軌軌腰打孔后才能進行安裝，隨著鐵路運輸的提速及裝載量提升，有潛在不安全因素；打孔作業需要在鐵道貨車超偏載檢測裝置和不斷軌自動軌道衡安裝現場進行，打孔需要專業設備，耗時長，作業需要申請專門的天窗點，特別是鐵道貨車超偏載檢測裝置多安裝于鐵路正線，施工危險系數高；另外，打孔的位置、大小、粗糙程度以及孔位與剪力傳感器之間的配合程度都直接影響剪力傳感器的測量準確度，對安裝操作的準確性和規范性要求高，一旦打孔失敗，需要更換鋼軌，不易操作，工作量大。

因此，如何改變現有技術中，鋼軌剪力傳感器安裝需要在鋼軌上打孔導致鐵路運輸危險系數提高以及安裝施工難度大的現狀，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋼軌支架式剪力傳感器，以解決上述現有技術存在的問題，省去在鋼軌上打孔的操作，保證鋼軌的剛度，降低了剪力傳感器安裝施工難度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種鋼軌支架式剪力傳感器，包括主支架、副支架和傳感器體，所述主支架、所述副支架分別設置于鋼軌的兩側，所述主支架與所述副支架可拆卸連接，所述傳感器體設置于所述主支架靠近鋼軌的一側，所述主支架設置于鋼軌遠離鐵路軌道的一側；所述傳感器體包括傳感器端頭、應變梁和傳感器貼片，所述傳感器端頭與所述主支架可拆卸連接，所述應變梁連接兩個所述傳感器端頭，所述傳感器貼片設置于所述應變梁上，所述應變梁與鋼軌平行設置，所述應變梁受到鋼軌作用力變形時，所述傳感器貼片能夠將鋼軌形變轉換為電信號。

優選地，所述主支架、所述副支架分別與鋼軌底部插接相連。

優選地，所述主支架與所述副支架通過支架安裝螺栓相連，所述支架安裝螺栓設置于鋼軌的底部，所述支架安裝螺栓與鋼軌之間具有間隙，所述支架安裝螺栓處設置防松墊圈。

優選地，所述主支架靠近鋼軌的一側設置安裝位，所述安裝位的橫截面為梯形，所述安裝位的開口面積較所述安裝位的底面面積大，所述傳感器頭具有與所述安裝位相匹配的斜面。

優選地，所述傳感器端頭利用傳感器體螺栓與所述主支架相連。