[發(fā)明專利]一種鐵路無(wú)縫線路爬行監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011401271.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN112721995B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊小平;劉光輝;杜紀(jì)軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B61K9/08
• 分類號(hào): B61K9/08
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 蔣杰

本發(fā)明提供了一種鐵路無(wú)縫線路爬行監(jiān)測(cè)裝置及方法，包括傳感器單元、處理器單元、遠(yuǎn)程通信單元；傳感器單元包括貼設(shè)于鋼軌上的溫度傳感器和慣性傳感器、用于測(cè)量爬行距離的容柵位移傳感器，容柵位移傳感器包括定柵尺和動(dòng)?xùn)懦?，定柵尺與鋼軌剛性連接；傳感器單元和遠(yuǎn)程通信單元分別和處理器單元電連接。一種鐵路無(wú)縫線路爬行監(jiān)測(cè)方法，信號(hào)采集傳輸和處理分析的步驟。本發(fā)明通過對(duì)鋼軌溫度數(shù)據(jù)、xyz方向加速度數(shù)據(jù)、動(dòng)?xùn)懦呶灰茢?shù)據(jù)即鐵路爬行距離，進(jìn)行了采集、分析、傳輸、處理。實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫鋼軌監(jiān)測(cè)的高精度、遠(yuǎn)程、自動(dòng)化、智能化、低功耗和低成本監(jiān)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路維護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種鐵路無(wú)縫線路爬行監(jiān)測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)鐵路建設(shè)發(fā)展迅猛，為了提升行駛速度、列車載重和安全性能，我國(guó)線路普遍采用無(wú)縫鋼軌技術(shù)。以往的鋼軌單根長(zhǎng)度較小，伸縮縫較多，因此受到的伸縮影響??；而無(wú)縫鋼軌是將25米長(zhǎng)的鋼軌焊接起來(lái)連成幾百米長(zhǎng)甚至幾千米長(zhǎng)，但是無(wú)縫鋼軌無(wú)法自由伸縮，依賴于扣件的固定消除溫度變化、振動(dòng)等產(chǎn)生的影響。一根無(wú)縫鋼軌長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十公里，當(dāng)溫度發(fā)生變化或者列車長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就會(huì)導(dǎo)致鋼軌發(fā)生位移，這種鋼軌沿線路縱向的蠕動(dòng)現(xiàn)象便稱作軌道爬行。同時(shí)隨著鐵路運(yùn)輸任務(wù)的增加，列車運(yùn)行時(shí)車輪對(duì)鋼軌的沖擊等，加速了軌道的爬行。與此同時(shí)會(huì)給鐵路運(yùn)營(yíng)帶來(lái)一系列安全隱患，如軌道發(fā)生的脹軌、碎彎、斷軌等。

容柵式位移傳感器是一種位移數(shù)字式傳感器，屬于變面積工作原理的電容傳感器。由于它的如柵狀排列的電極，因此而稱這類傳感器是容柵位移傳感器，例如授權(quán)公開號(hào)為CN204432678U的中國(guó)專利，公開了一種公開了便攜式軌道不平順檢測(cè)裝置，其采用容柵位移傳感器，容柵位移傳感器上安裝直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌的底面通過支架安裝一號(hào)滾動(dòng)輪，滾輪滾動(dòng)于鋼軌上，整體構(gòu)成便攜式軌道不平順檢測(cè)裝置，但對(duì)于鐵路爬行目前我國(guó)最普遍的方式就是安置位移觀測(cè)樁，通過人工觀測(cè)檢查鋼軌是否發(fā)生位移，對(duì)于無(wú)縫線路每個(gè)月至少觀測(cè)一次，若發(fā)現(xiàn)位移量出現(xiàn)異常要及時(shí)采取相應(yīng)措施。在國(guó)外，主要使用的是光電測(cè)量技術(shù)。該技術(shù)是在遠(yuǎn)處使用非接觸式光電轉(zhuǎn)換測(cè)量鋼軌的位移量。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)需要將主機(jī)安置在位移觀測(cè)樁，并在鋼軌待測(cè)點(diǎn)做出標(biāo)記，位移數(shù)據(jù)就由主機(jī)運(yùn)用光學(xué)成像技術(shù)測(cè)得，但是高功耗的問題依然無(wú)法解決。還有基于圖像識(shí)別的鋼軌爬行檢測(cè)技術(shù)，但由于鏡頭對(duì)于周圍光線較為敏感，很容易產(chǎn)生誤差。因此國(guó)內(nèi)外傳統(tǒng)的鐵路爬行方法存在測(cè)量精度不高，測(cè)量器械需要時(shí)常標(biāo)定，不方便攜帶，誤差較大等缺點(diǎn)，使得鐵路爬行測(cè)量時(shí)極不方便，迫切需要加以改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種鐵路無(wú)縫線路爬行監(jiān)測(cè)裝置及方法，本發(fā)明通過對(duì)鋼軌溫度數(shù)據(jù)、xyz方向加速度數(shù)據(jù)、動(dòng)?xùn)懦呶灰茢?shù)據(jù)即鐵路爬行距離，進(jìn)行了采集、分析、傳輸、處理。對(duì)于鋼軌的維護(hù)保養(yǎng)具有重大意義，利用獲得的數(shù)據(jù)分析，維護(hù)人員還能分析溫度以及振動(dòng)對(duì)于軌道位移的影響，從而預(yù)測(cè)位移的發(fā)生，以便于對(duì)于鐵路爬行的防治具有針對(duì)性。實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫鋼軌監(jiān)測(cè)的高精度、遠(yuǎn)程、自動(dòng)化、智能化、低功耗和低成本監(jiān)測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)所述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鐵路無(wú)縫線路爬行監(jiān)測(cè)裝置，包括傳感器單元、處理器單元、遠(yuǎn)程通信單元；

所述傳感器單元包括貼設(shè)于鋼軌上的溫度傳感器和慣性傳感器、用于測(cè)量爬行距離的容柵位移傳感器，所述容柵位移傳感器包括定柵尺和動(dòng)?xùn)懦撸?/p>

所述傳感器單元和遠(yuǎn)程通信單元分別和所述處理器單元電連接。

進(jìn)一步，所述容柵位移傳感器包括通過滾珠配合的滑軌和定軌，所述定柵尺安裝于定軌上，所述動(dòng)?xùn)懦甙惭b于滑軌上。

進(jìn)一步，還包括鋼軌夾具；設(shè)置貫穿式螺桿調(diào)節(jié)鋼軌夾具夾緊于鋼軌下部，所述滑軌固定連接于貫穿式螺桿一端。

進(jìn)一步，所述鋼軌夾具上方設(shè)置電磁屏蔽盒，電磁屏蔽盒貼設(shè)于鋼軌一側(cè)，所述溫度傳感器和慣性傳感器置于電磁屏蔽盒內(nèi)。

進(jìn)一步，還包括容置處理器單元和遠(yuǎn)程通信單元的主控盒；所述電磁屏蔽盒上設(shè)置開口，所述溫度傳感器和慣性傳感器的纜線通過開口連接至主控盒。