[發明專利]一種計軸用輪軌耦合垂向力檢測裝置及計軸方法

有效

• 申請號: 202110744054.9
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113335338B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 王智新;秦成文;張璐;潘建軍;林錦鋒;吳春曉;王晟;王歲兒;楊揚;史龍;孫國營;徐宗奇
• 申請（專利權）人: 北京全路通信信號研究設計院集團有限公司
• 主分類號: B61L1/16
• 分類號: B61L1/16
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新;史光偉

本發明提供一種計軸用輪軌耦合垂向力檢測裝置及計軸方法,裝置包括：底板、兩個緊固部件、光纖光柵傳感器；所述光纖光柵傳感器至少包括兩個應力檢測光纖光柵傳感器，分別為第一應力檢測光纖光柵傳感器和第二應力檢測光纖光柵傳感器；兩個緊固部件，用于分別設置在底板兩端，以將底板貼合固定在鋼軌底面下；所述第一應力檢測光纖光柵傳感器和所述第二應力檢測光纖光柵傳感器間隔一定距離設置在底板上，用于檢測車輪經過時鋼軌的輪軌耦合垂向力。本發明的計軸用輪軌耦合垂向力檢測裝置集成度高、方便安裝、結構穩定、安全性高。

技術領域

本發明屬于軌道運輸安全監測技術領域，具體涉及一種計軸用輪軌耦合垂向力檢測裝置及計軸方法。

背景技術

計軸系統是一種重要的鐵路信號設備，用車輪傳感器檢測列車車輪信息，通過運算后，給聯鎖系統輸出區段占用或空閑信息。

現有的計軸系統大多采用電磁式計軸方法，其基本原理是；利用安裝在鋼軌上的計軸傳感器建立電磁場，列車車輪經過時會改變磁場狀態，形成脈沖變化量，通過脈沖計數實現計軸功能。電磁計軸方法原理簡單，成本低，在軌道占用檢查應用領域廣泛使用。但是由于其檢測的原理決定了其易受電磁干擾，甚至當有鐵器劃過時，都會引起錯誤計軸，嚴重地影響列車運營安全和運營效率。

為了解決傳統基于電磁技術的車輪傳感系統在應用中的難題，將光纖光柵傳感技術引入到高速鐵路的車輪檢測應用中。光纖光柵傳感技術具有絕緣性、抗電磁干擾、耐腐蝕、化學穩定性強、傳輸距離長等特點，其被廣泛用于強電磁干擾及濕度多變的環境中。基于光纖光柵的計軸方法針對上述電磁計軸的問題提供了解決途徑。

在公開號為CN201362265的發明專利中，公開了一種列車光纖光柵計軸系統，在軌道區段中至少一個送端和至少一個受端的鋼軌上，均安裝至少兩個光纖光柵傳感器，當列車以先后次序碾壓在兩只光纖光柵傳感器上時，兩傳感器的波長偏移量在相鄰時刻各產生一個脈沖，以脈沖來臨次序判斷列車行駛方向。在公開號為CN101376392的發明專利中，公開了一種基于鋼軌形變/應力參數的車輛計軸方法。該方法中，首先在鋼軌上布置傳感器測量點，傳感器測量點具有用于感應鋼軌形變或應力的傳感器，設置傳感器的門限閾值，當車輛的車輪壓過傳感器所在位置的鋼軌時，如果鋼軌的形變或者應力變化超過門限閾值，傳感器記錄有車輪壓過的狀態發生；根據車輪壓過的狀態信息確定車輛的軸數。

上述專利均基于光纖光柵實現了計軸功能，但在工程化方面存在著缺點，主要表現在：計軸點的安裝方式較為復雜，每個計軸點對應的光柵需要分別安裝在多個軌枕縫中，每個軌枕縫安裝一個光柵。

因此，亟需一種結構簡單、便于施工的計軸用輪軌耦合垂向力檢測裝置。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種計軸用輪軌耦合垂向力檢測裝置,包括：底板、兩個緊固部件、光纖光柵傳感器；

所述光纖光柵傳感器至少包括兩個應力檢測光纖光柵傳感器，分別為第一應力檢測光纖光柵傳感器和第二應力檢測光纖光柵傳感器；

兩個緊固部件，用于分別設置在底板兩端，以將底板貼合固定在鋼軌底面下；

所述第一應力檢測光纖光柵傳感器和所述第二應力檢測光纖光柵傳感器間隔一定距離設置在底板上，用于檢測車輪經過時鋼軌的輪軌耦合垂向力。

進一步地，所述第一應力檢測光纖光柵傳感器和所述第二應力檢測光纖光柵傳感器的固定方向與底板長軸平行或重合。

進一步地，所述第一應力檢測光纖光柵傳感器和所述第二應力檢測光纖光柵傳感器的間隔距離根據光柵信號解調頻率、光柵波長采樣點間隔點數和軌道限速確定。

進一步地，所述間隔距離通過以下公式確定：

其中，L表示所述間隔距離，N為光柵波長采樣點間隔點數，v為軌道限速，f為光柵信號解調頻率。

進一步地，每個緊固部件包括：