專利名稱：一種異物侵限監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于鐵路、尤其是高速鐵路運營的異物侵限監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
在列車運行過程中，很有可能出現(xiàn)危害物體侵入限界的危險情況，當列車運行速 度不快時，有比較充裕的時間進行處理，但如果在高速鐵路上，高速運行的列車如果沒有一 種及時有效的監(jiān)控設備對異物侵限進行提前報警，將很難及時制動停車，會造成各種安全 事故和財產(chǎn)損失。目前國內(nèi)外高速鐵路和公路建設中對異物侵限的監(jiān)控主要以紅外對射探測器和 雙芯導線電網(wǎng)傳感器。紅外對射探測器監(jiān)控是在需要的物體上布設紅外對射探測器，當有異物由高處落 下遮擋紅外探測器時，系統(tǒng)發(fā)出報警。這種測量方式由于紅外線的特性，其靈敏度和精度易 受外界干擾影響，而且紅外測量不能感知異物的質(zhì)量，易受飄落物的影響，比如報紙和塑料 袋如果遮擋紅外探測器也能觸發(fā)報警，因此其在室外環(huán)境使用中由于誤報率的問題有一定 的局限性。雙芯導線電網(wǎng)傳感器是在防護網(wǎng)的上面敷設絕緣導線，當有墜落物落到防護網(wǎng)上 切斷絕緣導線時，則產(chǎn)生報警信息。如中國專利文獻CN 201378061Y《復合材料格柵傳感器》 公開了一種包括復合材料格柵、以及嵌入于格柵中的由帶屏蔽層的雙芯導線組成的具有網(wǎng) 格形狀的傳感器。這種傳感器不會產(chǎn)生誤報，但是存在兩個缺陷(1)精度不夠高、信號傳 輸距離有限，對于落物在防護網(wǎng)上的積累情況無法通過監(jiān)測信息上傳，不適合于惡劣環(huán)境、 使用壽命短；(2)兩芯導線只能形成一個電信號回路，只能斷開報警，無法預先提醒鐵路人 員進行處理。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種精度高的異物侵限裝置。實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是一種異物侵限監(jiān)控裝置，包括復合材料格柵和 設置于復合材料格柵內(nèi)的異物侵限傳感器；所述異物侵限傳感器采用光纖光柵。這種方案的異物侵限監(jiān)控裝置，還包括波長解調(diào)儀和控制器；波長解調(diào)儀接收并 識別光纖光柵的反射光的波長，再將波長的變化輸入控制器進行分析處理。另一種方案的異物侵限監(jiān)控裝置的異物侵限傳感器采用四芯屏蔽導線。這種方案中的四芯屏蔽導線的四根芯平均分為兩組，其中一組的兩芯構(gòu)成異物侵 限傳感器的第一回路的電力信號去線、回線；另一組的兩芯構(gòu)成異物侵限傳感器的第二回 路的電力信號去線、回線。上述兩種方案中的異物侵限監(jiān)控裝置鋪設在隧道口地段時，長度范圍為 3000mm士 1000mm ；寬度范圍為2000mm士 1000mm。上述兩種方案中的異物侵限監(jiān)控裝置在公鐵并行地段間隔500mm鋪設在公路與鐵路的中間，高度范圍為800mm士200mm ；寬度范圍為1500mm士500mm。上述兩種方案中的異物侵限監(jiān)控裝置鋪設在在公跨鐵橋地段的公路橋的兩 側(cè)，包括等寬的水平段和傾斜段；水平段的長度范圍為3000mm士 1000mm、寬度范圍為 1000mm士 100mm ；傾斜段的長度范圍為500mm士 50mm。采用了上述的兩種技術(shù)方案，本實用新型具有以下的積極效果(1)光纖光柵與 導線對電的感應不同，它是利用紫外暴光技術(shù)在光纖芯中引起折射的周期性變化而形成 的，光纖光柵中折射率分布的周期性結(jié)構(gòu)，導致某一特定波長光的反射，從而形成光纖光柵 的反射譜。反射光的波長對溫度、應力和應變敏感，當環(huán)境溫度、應力或應變發(fā)生變化時，光 纖光柵反射光的峰值波長漂移，通過對波長漂移量的度量就可以實現(xiàn)對溫度、應力和應變 的感測。本實用新型利用這種特性，采用光纖光柵的異物侵限傳感器體積小、精度高、重量 輕、高靈敏度、高可靠性，插入損耗低、與光纖兼容，極易插入到待測物體內(nèi)部，能實現(xiàn)對物 體的高精度、無干擾測量。(2)本實用新型的異物侵限監(jiān)控裝置的異物侵限傳感器采用光纖光柵，使用壽命 可長達30年，信號可實現(xiàn)遠距離傳輸，特別適合用于長期在線安全監(jiān)測工程，尤其是鐵路 無人區(qū)、無電區(qū)以及惡劣的環(huán)境下可長期穩(wěn)定工作。(3)本實用新型的光纖光柵異物侵限傳感器采用了光的波長編碼及解調(diào)技術(shù)，可 實現(xiàn)數(shù)字化傳感，傳感量以光的波長信號形式在光纖中傳輸，測量結(jié)果不受信號源波動、傳 輸損耗、設備老化等因素的影響，具有抗雷電等磁信號干擾的能力。(4)本實用新型的光纖光柵異物侵限傳感器利用光纖信息容量大的特性，在一根 光纖上可制備多個甚至數(shù)百個光柵探測點，光纖光柵傳感器與光纖通信的“波分復用”、“時 分復用”和“空分復用”技術(shù)相結(jié)合，可以形成光纖柵傳感網(wǎng)絡，實現(xiàn)對待測物體的分布式測 量及定位。(5)本實用新型的另一種技術(shù)方案中異物侵限傳感器采用四芯屏蔽導線，用2芯 組成第一回路的電力信號去線、回線，剩余2芯組成第二回路的電力信號去線、回線，如果 第一回路或第二回路斷線時，異物侵限監(jiān)控裝置發(fā)出預警信息，提醒維護人員進行處理，當 第一回路或第二回路均斷線時，異物侵限監(jiān)控裝置發(fā)出報警信息并觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)使 列車產(chǎn)生緊急制動。這樣就解決了現(xiàn)有的雙芯導線傳感器要實現(xiàn)前述兩種功能必須在異物 侵限監(jiān)控裝置外面會增加輔助導線來構(gòu)成回路，使成本增加及實施難度提高的技術(shù)問題。(6)本實用新型的異物侵限監(jiān)控裝置根據(jù)鋪設的位置不同，采用不同的結(jié)構(gòu)，真正 起到了對隧道口、公鐵并行地段、公跨鐵橋地段這三個重點安全監(jiān)控地段的現(xiàn)場監(jiān)控切實 確保了鐵路、尤其是高速鐵路的運營安全。

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附 圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型用于隧道口路段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型用于公鐵并行路段的結(jié)構(gòu)示意圖。[0025]圖5為本實用新型用于公跨鐵橋地段的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標號為復合材料格柵1，異物侵限傳感器2，光纖光柵21，四芯屏蔽導線22，第一回路23， 第二回路24，波長解調(diào)儀3，控制器4。
具體實施方式
(實施例1)見圖本實施例的異物侵限監(jiān)控裝置，包括一體成型的復合材料格柵1、設置于復合材料 格柵1內(nèi)的采用光纖光柵21的異物侵限傳感器2、波長解調(diào)儀3和控制器4。光信號傳輸?shù)焦饫w光柵21上，經(jīng)過光纖光柵21的波長選擇后，一組不同波長的窄 帶光被反射，反射光由波長解調(diào)儀3接收，經(jīng)過波長解調(diào)儀3對這些波長進行識別，得到一 組應力傳感信息。當異物侵限傳感器2外部應力發(fā)生變化時，通過波長解調(diào)儀3監(jiān)測出波 長的變化即應力變化，之后輸入到控制器4進行數(shù)據(jù)分析處理，最后得到異物侵限傳感器2 受壓分布狀況，從而判斷是否會產(chǎn)生塌方、位移等危險影響，起到報警作用。(實施例2)本實施例的異物侵限監(jiān)控裝置，包括一體成型的復合材料格柵1和設置于復合材 料格柵1內(nèi)的采用四芯屏蔽導線22的異物侵限傳感器2。四芯屏蔽導線22的四根芯平均分為兩組，其中一組的兩芯構(gòu)成異物侵限傳感器2 的第一回路23的電力信號去線、回線；另一組的兩芯構(gòu)成異物侵限傳感器2的第二回路24 的電力信號去線、回線。如果第一回路23或第二回路24斷線時，異物侵限監(jiān)控裝置發(fā)出預 警信息，提醒維護人員進行處理，當?shù)谝换芈?3或第二回路24均斷線時，異物侵限監(jiān)控裝 置發(fā)出報警信息并觸發(fā)列控、聯(lián)鎖系統(tǒng)使列車產(chǎn)生緊急制動。(實施例3)當實施例1或?qū)嵤├?的異物侵限監(jiān)控裝置鋪設在隧道口地段時，結(jié)構(gòu)形狀如圖 4所示，為一長方形，長度L1范圍為3000mm士 1000mm ；寬度W1范圍為2000mm士 1000mm。(實施例4)當實施例1或?qū)嵤├?的異物侵限監(jiān)控裝置在公鐵并行地段鋪設時，如圖5所示， 鋪設在公路與鐵路的中間，多個異物侵限監(jiān)控裝置間隔鋪設，間隔D為500mm，每個異物侵 限監(jiān)控裝置高度H范圍為800mm士200mm ；寬度W2范圍為1500mm士500mm。(實施例5)當實施例1或?qū)嵤├?的異物侵限監(jiān)控裝置鋪設在在公跨鐵橋地段時，如圖 6所示，鋪設在公路橋的兩側(cè)，包括等寬的水平段和傾斜段；水平段的長度L2范圍為 3000mm士 1000mm、寬度 W3 范圍為1000mm士 100mm ；傾斜段的長度 L3 范圍為500mm士50mm， 傾斜段沿著公路橋兩側(cè)的護欄鋪設，傾斜的角度不限。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一 步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本 實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包 含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種異物侵限監(jiān)控裝置，包括復合材料格柵(1)和設置于復合材料格柵(1)內(nèi)的異物侵限傳感器(2)；其特征在于所述異物侵限傳感器(2)采用光纖光柵(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異物侵限監(jiān)控裝置，其特征在于還包括波長解調(diào)儀(3) 和控制器⑷；波長解調(diào)儀⑶接收并識別光纖光柵(21)的反射光的波長，再將波長的變 化輸入控制器(4)進行分析處理。
3.一種異物侵限監(jiān)控裝置，包括復合材料格柵(1)和設置于復合材料格柵(1)內(nèi)的異 物侵限傳感器(2)；其特征在于所述異物侵限傳感器(2)采用四芯屏蔽導線(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種異物侵限監(jiān)控裝置，其特征在于所述四芯屏蔽導線 (22)的四根芯平均分為兩組，其中一組的兩芯構(gòu)成異物侵限傳感器(2)的第一回路(23)的 電力信號去線、回線；另一組的兩芯構(gòu)成異物侵限傳感器(2)的第二回路(24)的電力信號 去線、回線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的一種異物侵限監(jiān)控裝置，其特征在于所述異物 侵限監(jiān)控裝置鋪設在隧道口地段，長度(L1)范圍為3000mm士 1000mm;寬度(W1)范圍為 2000mm士1000mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的一種異物侵限監(jiān)控裝置，其特征在于所述異物侵 限監(jiān)控裝置在公鐵并行地段間隔(D)500mm鋪設在公路與鐵路的中間，高度(H)范圍為 800mm士200mm ；寬度(W2)范圍為1500mm士500mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的一種異物侵限監(jiān)控裝置，其特征在于所述異物侵 限監(jiān)控裝置鋪設在在公跨鐵橋地段的公路橋的兩側(cè)，包括等寬的水平段和傾斜段；水平段 的長度(L2)范圍為3000mm士 1000mm、寬度(W3)范圍為1000mm士 100mm ；傾斜段的長度 (L3)范圍為500mm士50mm。
專利摘要本實用新型公開了一種異物侵限監(jiān)控裝置，包括復合材料格柵和設置于復合材料格柵內(nèi)的異物侵限傳感器；所述異物侵限傳感器采用光纖光柵或四芯屏蔽導線。本實用新型利用光纖光柵的特性，異物侵限傳感器體積小、精度高、重量輕、高靈敏度、高可靠性，插入損耗低、與光纖兼容，極易插入到待測物體內(nèi)部，能實現(xiàn)對物體的高精度、無干擾測量，充分確保鐵路運營的安全。
文檔編號B61L23/00GK201604664SQ201020302079
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者孫婷婷, 張玲 申請人:孫婷婷;張玲