[發(fā)明專利]軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置、系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310039848.4
• 申請(qǐng)日: 2023-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116007797A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紹輝;任楊波;王博;楊正茂;厲敏輝;王佳煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江天鐵實(shí)業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): G01L1/16
• 分類號(hào): G01L1/16;B61K9/08;G01L5/00;G01L25/00
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉;盧泓宇

本發(fā)明提供一種軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置、系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法，軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置安裝在無(wú)砟軌道的道床板下，包含有若干個(gè)壓電傳感器，能通過(guò)直接集成在軌道結(jié)構(gòu)中的壓電傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)軌道的載荷。壓電傳感器具有靈敏度高、信噪比高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等多種優(yōu)點(diǎn)，可測(cè)得高質(zhì)量的信號(hào)。進(jìn)一步，由于傳感器固定板安裝在上蓋板和底座板之間，壓電傳感器及載荷傳遞柱安裝在傳感器固定板的傳感器安裝槽內(nèi)，通過(guò)這樣的方式對(duì)壓電傳感器進(jìn)行固定限位，能夠避免列車運(yùn)行時(shí)因軌道振動(dòng)而造成壓電傳感器位移、脫落等情況，從而保證列車運(yùn)行過(guò)程中的監(jiān)測(cè)效果。通過(guò)本發(fā)明的校準(zhǔn)方法，使壓電傳感器在目標(biāo)載荷范圍內(nèi)能檢測(cè)得到質(zhì)量更好、精度更高的信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置、系統(tǒng)及其校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

軌道結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，為保障軌道運(yùn)輸?shù)陌踩?，目前，通常是?～5年對(duì)軌道進(jìn)行一次綜合維修，包括整體調(diào)整軌道幾何尺寸，更換整修失效零部件等，以全面地排除各類軌道病害及缺陷，再結(jié)合多次臨時(shí)檢修，從而保障列車運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。目前這樣的檢修方式顯然需要耗費(fèi)大量人力及時(shí)間，且需要停線檢查，對(duì)列車通行影響也較大。

如果能在列車正常運(yùn)行時(shí)對(duì)軌道進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)軌道病害并針對(duì)性進(jìn)行維修，則可在保障軌道安全同時(shí)節(jié)省大量人力物力及時(shí)間。然而，目前通常是在有相應(yīng)檢測(cè)需要時(shí)，臨時(shí)安裝傳感器來(lái)進(jìn)行軌道檢測(cè)，臨時(shí)的傳感器的安裝、布線、調(diào)試及檢測(cè)完成之后的拆除也需花費(fèi)大量時(shí)間，十分不便。此外，不同類型的傳感器具有不同特性，而不同軌道場(chǎng)景的條件差距較大，對(duì)于不同的軌道條件難以保證其適用性和檢測(cè)精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，目的在于提供一種能夠?qū)Χ喾N軌道條件的軌道載荷進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的軌道監(jiān)測(cè)裝置及系統(tǒng)，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置，設(shè)置在無(wú)砟軌道的道床板和下部基礎(chǔ)之間，用于監(jiān)測(cè)該道床板下的載荷，其特征在于，包括：底座板，安裝在所述下部基礎(chǔ)上；傳感器固定板，安裝在所述底座板上，具有若干個(gè)開(kāi)口向上的傳感器安裝槽；上蓋板，安裝在所述傳感器固定板上，底部具有橡膠材質(zhì)的墊層；若干個(gè)壓電傳感器，分別安裝在各個(gè)所述傳感器安裝槽內(nèi)；以及若干個(gè)載荷傳遞柱，分別安裝在各個(gè)所述傳感器安裝槽內(nèi)并位于各個(gè)所述壓電傳感器的下方，其中，所述壓電傳感器包含有片狀的壓電晶體，該壓電晶體的上表面與所述上蓋板底部的所述墊層相抵接，其檢測(cè)得到的壓電信號(hào)的強(qiáng)度與所述鋼軌所受的應(yīng)力水平呈線性關(guān)系。

本發(fā)明提供的軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置，還可以具有這樣的技術(shù)特征，其中，所述壓電傳感器的型號(hào)為PACEline?1-CLP/26kN，其力容量范圍為0～26kN。

本發(fā)明提供的軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置，還可以具有這樣的技術(shù)特征，其中，所述壓電傳感器的外形呈圓柱狀，其還包括金屬基座，該金屬基底具有環(huán)形凹槽，所述壓電晶體為環(huán)形片狀的石英片，嵌合安裝在所述金屬基座的所述環(huán)形凹槽內(nèi)，所述石英片的上表面與所述上蓋板底部的所述墊層相抵接。

本發(fā)明提供的軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置，還可以具有這樣的技術(shù)特征，其中，所述壓電傳感器的直徑為35mm，厚度為3.5mm，所述石英片的直徑為18mm，所述壓電傳感器的工作環(huán)境溫度為-20℃～120℃，變形范圍為0～3.5μm。

本發(fā)明提供的軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置，還可以具有這樣的技術(shù)特征，其中，所述傳感器固定板呈長(zhǎng)方體狀，所述傳感器安裝槽的數(shù)量為復(fù)數(shù)個(gè)，分布在所述傳感器固定板的角部或邊緣部，所述壓電傳感器連接有線纜，所述傳感器固定板還具有走線槽，該走線槽與所有的所述傳感器安裝槽連通，并在所述傳感器固定板的側(cè)邊貫通，所述線纜在所述走線槽中延伸，并從所述傳感器固定板的側(cè)邊延伸出。

本發(fā)明提供的軌道載荷監(jiān)測(cè)墊板裝置，還可以具有這樣的技術(shù)特征，其中，所述底座板、所述傳感器固定板以及所述上蓋板均為長(zhǎng)方體狀鋼板，其長(zhǎng)度、寬度均一致，所述傳感器固定板的厚度為10mm～15mm。