[發(fā)明專利]無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)和方法

在審

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• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112663415A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃祖光;宋文濤;邸錦玉;丁靜波;鄧世舜;杜茂金;翟紅和;孟軍龍;郭滿鴻;張慶;霍磊;郭肅;王文杰;張明;王文帥;李帥;孫井林;申兆武;張青云;陳志超;田天;王明建;符立勇;劉軍;宋寧;薛紅兵;邊偉明;張廣朋;齊輝;張勃;張偉;周渝;張乃明;郭彥;陳飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司保定工務(wù)段;河北鐵達(dá)科技有限公司;中鐵工程設(shè)計咨詢集團(tuán)有限公司;南京地鐵運(yùn)營有限責(zé)任公司工務(wù)分公司;石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號: E01B35/00
• 分類號: E01B35/00;G01H17/00;G01K13/00;G01L5/00
• 代理公司: 河北國維致遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 13137
• 代理人: 彭競馳

1.一種無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：設(shè)置在無縫線路鋼軌的軌腰上的電源模塊和現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊；

所述電源模塊與所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊連接，用于為所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊供電；

所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊包括采集模塊、指令啟動模塊和無線傳輸模塊；

所述采集模塊分別與所述指令啟動模塊和所述無線傳輸模塊連接，用于采集無縫線路鋼軌信息，并將采集到的所述無縫線路鋼軌信息發(fā)送給所述無線傳輸模塊；

所述指令啟動模塊用于連接終端設(shè)備，并根據(jù)所述終端設(shè)備發(fā)送的監(jiān)測指令控制所述采集模塊開始工作，以及根據(jù)所述采集模塊發(fā)送的所述無縫線路鋼軌信息控制所述采集模塊停止工作。

2.如權(quán)利要求1所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述采集模塊包括：超聲換能器、溫度傳感器、位移傳感器以及振動傳感器；

所述超聲換能器、所述溫度傳感器、所述位移傳感器以及所述振動傳感器分別與所述無線傳輸模塊連接；

所述振動傳感器與所述指令啟動模塊連接，用于將采集的無縫線路鋼軌的振動信息發(fā)送給所述指令啟動模塊，使所述指令啟動模塊根據(jù)所述振動信息控制所述采集模塊停止工作。

3.如權(quán)利要求2所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括：蓄電池和用于連接外部電源的接口。

4.如權(quán)利要求2或3所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊還包括：能量收集器；

所述能量收集器與所述蓄電池連接，用于所述無縫線路鋼軌振動時產(chǎn)生電流，并將產(chǎn)生的電流存儲到蓄電池中。

5.如權(quán)利要求2所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊還包括：太陽能電池板；

所述太陽能電池板設(shè)置在所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊的外表面，且與所述蓄電池連接，用于將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并將產(chǎn)生的電能提供給所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊或者所述蓄電池。

6.如權(quán)利要求1所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊安裝在無縫線路鋼軌兩扣件中間位置的軌腰上，且遠(yuǎn)離無縫線路鋼軌的焊縫預(yù)設(shè)距離，采用軌道彈性夾固定。

7.如權(quán)利要求1或6所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊外設(shè)置金屬封裝外殼，所述金屬封裝外殼采用密封墊進(jìn)行密封，采用軌道彈性夾將所述金屬封裝外殼固定在軌腰上；

所述現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)模塊中的所述采集模塊、所述指令啟動模塊和所述無線傳輸模塊安裝到所述金屬封裝外殼內(nèi)部，所述采集模塊中各設(shè)備設(shè)置的探頭的底部的磁鐵吸附在軌腰中軸線位置。

8.一種無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測方法，其特征在于，采用上述權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

實(shí)時測量被測無縫線路鋼軌段的軌溫；

根據(jù)所述軌溫，獲取預(yù)設(shè)零應(yīng)力波形數(shù)據(jù)庫中的所述軌溫對應(yīng)的零應(yīng)力波形；

根據(jù)所述零應(yīng)力波形與所述軌溫對應(yīng)的實(shí)時測量波形，計算得到所述被測無縫線路鋼軌段的應(yīng)力測量值；

獲取所述被測無縫線路鋼軌段的原鎖定軌溫；

根據(jù)所述軌溫、所述零應(yīng)力波形、所述應(yīng)力測量值和所述原鎖定軌溫，計算所述被測無縫線路鋼軌段的實(shí)際鎖定軌溫。

9.如權(quán)利要求8所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述零應(yīng)力波形與所述軌溫對應(yīng)的實(shí)時測量波形，計算得到所述被測無縫線路鋼軌段的應(yīng)力測量值，包括：

根據(jù)所述零應(yīng)力波形與所述軌溫對應(yīng)的實(shí)時測量波形，得到聲時差；

獲取所述無縫線路鋼軌的應(yīng)力系數(shù)；

將所述聲時差與所述應(yīng)力系數(shù)相乘，得到應(yīng)力測量值。

10.如權(quán)利要求8或9所述的無縫線路實(shí)際鎖定軌溫的在線監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述軌溫、所述零應(yīng)力波形、所述應(yīng)力測量值和所述原鎖定軌溫，計算所述被測無縫線路鋼軌段的實(shí)際鎖定軌溫，包括：

根據(jù)T_鎖＝T_測+σ+K₁(S-T_零)-K₂S+K₃計算所述被測無縫線路鋼軌段的實(shí)際鎖定軌溫；

其中，所述T_鎖表示所述被測無縫線路鋼軌段的實(shí)際鎖定軌溫，T_測表示所述軌溫，σ表示所述應(yīng)力測量值，S表示所述原鎖定軌溫，T_零表示所述零應(yīng)力波形對應(yīng)的溫度，K₁、K₂和K₃分別表示應(yīng)力系數(shù)，其中，K₁的取值范圍為1至10，K₂和K₃的取值范圍為0至1。