專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鐵路交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼軌用新型的可監(jiān)測(cè)裂紋和變 形的鋼軌。
背景技術(shù)：
隨著鐵路運(yùn)量的不斷增加，鋼軌的磨耗日益嚴(yán)重。鋼軌的磨損可導(dǎo)致軌道的變形 加劇甚至發(fā)生斷軌現(xiàn)象。世界各國(guó)對(duì)鋼軌的磨耗和變形都有嚴(yán)格的控制。但是目前缺少一種有效的方法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼軌的變形狀態(tài)并捕獲鋼軌裂紋的發(fā)生。 實(shí)用新型專(zhuān)利012M941. 6公開(kāi)了一種鋼軌動(dòng)態(tài)變形測(cè)量裝置，其技術(shù)方案是采用在鋼軌 上安裝兩個(gè)支座并在支座之間安裝位移傳感器，通過(guò)位移傳感器檢測(cè)支座之間的位移而得 出鋼軌的變形。該技術(shù)方案可以監(jiān)測(cè)鋼軌變形的距離短，無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、分布式的監(jiān)測(cè)， 從而無(wú)法判斷斷軌發(fā)生的位置。專(zhuān)利申請(qǐng)200810043510. 1“一種鋼軌裂紋地面在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝 置及其地面在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法”公開(kāi)了一種在地面安裝的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，其技術(shù)方案是通過(guò)在 軌道下方和軌道旁邊分別安裝傳感器組來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌的監(jiān)測(cè)。該方案需要安裝大量的傳感 器，施工難度大，同樣無(wú)法對(duì)長(zhǎng)距離線(xiàn)路實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。并且，上述兩種技術(shù)方案均采用電 學(xué)傳感器，在電氣化鐵路段受到電磁干擾嚴(yán)重，信號(hào)無(wú)法遠(yuǎn)距離傳輸。因此，本實(shí)用新型提出一種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，利用光纖可以長(zhǎng)距離傳輸、 傳感與傳輸一體化的特點(diǎn)，將其用于鋼軌變形和裂紋的監(jiān)測(cè)。這是保障鐵路線(xiàn)路正常運(yùn)營(yíng)， 實(shí)現(xiàn)鋼軌變形和裂紋實(shí)時(shí)、自動(dòng)檢測(cè)所必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，以解 決鋼軌變形和裂紋實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)、信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸?shù)膯?wèn)題。( 二 )技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，該可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌包括作為軌道列車(chē)行駛的軌道的鋼軌10 ；感受鋼軌10的變形和裂紋情況的至少一根光纖20，該光纖20安裝于鋼軌10底 部；以及監(jiān)測(cè)鋼軌10的變形和裂紋情況的解調(diào)設(shè)備30。上述方案中，所述鋼軌10的底部進(jìn)一步開(kāi)有用于布設(shè)光纖20的凹槽11，該凹槽 11沿鋼軌10縱向的開(kāi)設(shè)。上述方案中，所述光纖20上進(jìn)一步通過(guò)相位掩模法寫(xiě)入用于感受鋼軌10溫度變 化的光纖光柵。上述方案中，所述解調(diào)設(shè)備30是基于光纖布里淵散射的時(shí)域分析儀或時(shí)域反射計(jì)，根據(jù)光纖中的布里淵散射波長(zhǎng)的變化來(lái)監(jiān)測(cè)光纖感受到的應(yīng)變或溫度。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型具有以下有益效果1、本實(shí)用新型提供的這種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，通過(guò)復(fù)合光纖實(shí)現(xiàn)了鋼軌變 形和裂紋實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)。2、本實(shí)用新型提供的這種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，通過(guò)復(fù)合光纖實(shí)現(xiàn)了鋼軌變 形和裂紋的分布式檢測(cè)。3、本實(shí)用新型提供的這種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，通過(guò)復(fù)合光纖解決了信號(hào)的 抗電磁干擾問(wèn)題，是監(jiān)測(cè)信號(hào)可遠(yuǎn)距離傳輸。4、本實(shí)用新型提供的這種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，工藝簡(jiǎn)單、施工方便。
圖1為本實(shí)用新型提供的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的示意圖。圖2為依照本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的斷面剖視 圖。圖3為依照本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的斷面剖視 圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并 參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1和圖2所示，圖1為本實(shí)用新型提供的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的示意圖， 圖2為依照本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的斷面剖視圖。該可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌包括作為軌道列車(chē)行駛的軌道的鋼軌10 ；感受鋼軌 10的變形和裂紋情況的至少一根光纖20，該光纖20安裝于鋼軌10底部；以及監(jiān)測(cè)鋼軌10 的變形和裂紋情況的解調(diào)設(shè)備30。解調(diào)設(shè)備30可以是基于光纖布里淵散射的時(shí)域分析儀 或時(shí)域反射計(jì)，根據(jù)光纖中的布里淵散射波長(zhǎng)的變化來(lái)監(jiān)測(cè)光纖感受到的應(yīng)變或溫度。鋼軌10的底部可以進(jìn)一步開(kāi)有沿鋼軌10縱向的凹槽11，用于布設(shè)光纖20。光纖 20上可以進(jìn)一步通過(guò)相位掩模法寫(xiě)入用于感受鋼軌10溫度變化的光纖光柵。此時(shí)解調(diào)設(shè) 備30可解調(diào)出光纖光柵輸出光信息隨溫度變化的情況，從而實(shí)現(xiàn)溫度的監(jiān)測(cè)并對(duì)光纖20 所監(jiān)測(cè)的應(yīng)變進(jìn)行溫度補(bǔ)償。如圖1和圖3所示，圖1為本實(shí)用新型提供的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的示意圖， 圖3為依照本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌的斷面剖視圖。該可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌包括作為軌道列車(chē)行駛的軌道的鋼軌10 ；感受鋼軌 10的變形和裂紋情況的至少一根光纖20，該光纖20安裝于鋼軌10底部；以及監(jiān)測(cè)鋼軌10 的變形和裂紋情況的解調(diào)設(shè)備30。解調(diào)設(shè)備30可以是基于光纖布里淵散射的時(shí)域分析儀 或時(shí)域反射計(jì)，根據(jù)光纖中的布里淵散射波長(zhǎng)的變化來(lái)監(jiān)測(cè)光纖感受到的應(yīng)變或溫度。鋼軌10的底部可以進(jìn)一步開(kāi)有沿鋼軌10縱向的凹槽11，用于布設(shè)光纖20。與實(shí) 施方式一不同的是，凹槽11可以不止一條，除用于感受裂紋和變形的光纖20外，在其它凹槽11中可以進(jìn)一步布設(shè)測(cè)溫光纖21，用于進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償。需要說(shuō)明的是，光纖20的安裝位置不局限于鋼軌10的底部，亦可安裝在軌頭的下 部或其他適宜的位置。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本 實(shí)用新型，凡在本實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包 含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，其特征在于，該可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌包括 作為軌道列車(chē)行駛的軌道的鋼軌(10)；感受鋼軌(10)的變形和裂紋情況的至少一根光纖(20)，該光纖00)安裝于鋼軌(10) 底部；以及監(jiān)測(cè)鋼軌(10)的變形和裂紋情況的解調(diào)設(shè)備(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，其特征在于，所述鋼軌(10)的底 部進(jìn)一步開(kāi)有用于布設(shè)光纖00)的凹槽(11)，該凹槽(11)沿鋼軌(10)縱向的開(kāi)設(shè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，其特征在于，所述光纖00)上進(jìn) 一步通過(guò)相位掩模法寫(xiě)入用于感受鋼軌(10)溫度變化的光纖光柵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，其特征在于，所述解調(diào)設(shè)備(30) 是基于光纖布里淵散射的時(shí)域分析儀或時(shí)域反射計(jì)，根據(jù)光纖中的布里淵散射波長(zhǎng)的變化 來(lái)監(jiān)測(cè)光纖感受到的應(yīng)變或溫度。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌，該可監(jiān)測(cè)裂紋和變形的鋼軌包括作為軌道列車(chē)行駛的軌道的鋼軌(10)；感受鋼軌(10)的變形和裂紋情況的至少一根光纖(20)，該光纖(20)安裝于鋼軌(10)底部；以及監(jiān)測(cè)鋼軌(10)的變形和裂紋情況的解調(diào)設(shè)備(30)。利用本實(shí)用新型，解決了鋼軌變形和裂紋實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)、信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸?shù)膯?wèn)題。
文檔編號(hào)B61K9/08GK201915301SQ20102068488
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者劉育梁, 孫寶臣, 張文濤, 李芳 , 杜彥良 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所