專利名稱：一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鋼軌零應(yīng)力軌溫測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
無縫線路由于消除了大部分的鋼軌接頭，因而具有行車舒適平穩(wěn)，延長(zhǎng)軌道部件的使用壽命，降低維修費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，故而得到了工務(wù)部門的廣泛應(yīng)用。隨著環(huán)境溫度的變化和列車反復(fù)碾壓，無縫線路鋼軌內(nèi)往往存有較大的不均勻的溫度力，如果發(fā)生應(yīng)力集中，將會(huì)造成漲軌跑道或斷軌事故。同時(shí)，軌溫升高或降低時(shí)會(huì)在無縫鋼軌引起溫度應(yīng)力為保證行車安全，必須將鋼軌中壓力限制在一定范圍內(nèi)。因此，測(cè)量無縫鋼軌的零應(yīng)力軌溫對(duì)于確定鋼軌內(nèi)部應(yīng)力狀況，確保鐵路運(yùn)輸安全是十分必要的。無縫線路按照對(duì)基礎(chǔ)假設(shè)的不同，其靜力計(jì)算分為兩種，即連續(xù)點(diǎn)支承梁的計(jì)算和連續(xù)基礎(chǔ)梁的計(jì)算。在連續(xù)點(diǎn)支承梁的計(jì)算法中，把鋼軌視為一根支承在許多彈性支點(diǎn)上的無限長(zhǎng)梁。彈性支點(diǎn)的沉落值假定與它所受的壓力成正比，運(yùn)用力學(xué)理論，任一截面處的鋼軌彎矩、壓力和撓度都可求得。目前我國(guó)大部分鐵路局的無縫鋼軌溫度力和零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置還在使用鋼軌位移測(cè)量法、超聲波測(cè)量法、導(dǎo)磁率測(cè)量法等方法?，F(xiàn)有無縫鋼軌溫度力和零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置的測(cè)量方法均是以零應(yīng)力軌溫準(zhǔn)確為前提條件，而鋼軌的零應(yīng)力軌溫是隨著鋼軌的碾壓不斷變化的，并且在鋼軌的施工、焊接、放散等過程中很難獲得鋼軌的均勻的零應(yīng)力狀態(tài)，更無法獲得準(zhǔn)確的零應(yīng)力軌溫的問題。而發(fā)明專利ZL02104896. 7公布的橫向加力測(cè)量法雖然克服以上方法的不足，但是測(cè)量裝置在測(cè)量過程存在中斷較長(zhǎng)行車時(shí)間，測(cè)量方法操作費(fèi)力、繁瑣，具有操作安全風(fēng)險(xiǎn)，不能在鐵路線路正常運(yùn)行使用情況下實(shí)時(shí)測(cè)量鋼軌溫度力及其對(duì)應(yīng)的零應(yīng)力軌溫的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為解決現(xiàn)有無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫測(cè)量裝置不能在鐵路線路正常運(yùn)行使用情況下實(shí)時(shí)測(cè)量鋼軌溫度力及其對(duì)應(yīng)的零應(yīng)力軌溫的問題而提出的一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫測(cè)量裝置。一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置由鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置I和手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端2組成；所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置I固定安裝在鋼軌3的軌腰中性軸a上；所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置I的無線數(shù)據(jù)傳送輸出輸入端與手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端2的無線數(shù)據(jù)傳送輸出輸入端相連。—種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，選用縱橫彎曲桿模型計(jì)算，以相鄰兩個(gè)扣件為支點(diǎn)，當(dāng)重量精確的砝碼車車輪經(jīng)過鋼軌測(cè)量點(diǎn)時(shí)，其受到的車輪壓力和枕木道床的支撐力是一定的，即鋼軌的縱向動(dòng)荷載是一定的，則可得到鋼軌的縱向彎曲變形應(yīng)力是一定的。當(dāng)鋼軌分別受到縱向零作用力、縱向拉力或縱向壓力時(shí)，其抗縱向撓曲變形的能力明顯不同。當(dāng)受縱向拉力時(shí)，抗縱向撓曲變形的能力提高，當(dāng)受縱向壓力時(shí)，抗縱向撓曲變形的能力降低。通過測(cè)量在豎向壓力一定情況下，鋼軌豎向壓力和形變的變化量，即可通過力學(xué)計(jì)算得出鋼軌此時(shí)所受的縱向溫度應(yīng)力值。同時(shí)，利用無線通訊方式將所測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸給手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端2，手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端2通過無線數(shù)據(jù)通訊輸入端讀取數(shù)據(jù)，并將從各個(gè)鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置獲取的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，服務(wù)器通過軟件對(duì)上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和判斷，即判斷鋼軌零應(yīng)力軌溫T與鋼軌使用所允許的最高零應(yīng)力軌溫Th和最低零應(yīng)力軌溫IY之間的關(guān)系；如測(cè)量結(jié)果超出鋼軌使用所允許范圍則發(fā)出文字和聲音報(bào)警提示。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于I、能夠直接的準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)鋼軌溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)測(cè)量；2、使用I只帶有4個(gè)敏感柵的電阻應(yīng)變片，通過相互電連接形成全電橋來測(cè)量鋼軌豎向彈性變形剪切力，從而提高靈敏度、減小非線性誤差，且具有溫度補(bǔ)償作用。同時(shí)基于敏感柵的位置安排，可以有效檢測(cè)各個(gè)切線方向的形變；·[0011]3、測(cè)量完成后測(cè)量數(shù)據(jù)由操作人員定期讀取并存儲(chǔ)在手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊16內(nèi)，數(shù)據(jù)計(jì)算和超限判斷由服務(wù)器根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)計(jì)算完成，實(shí)現(xiàn)了操作簡(jiǎn)便，測(cè)量準(zhǔn)確，且可實(shí)現(xiàn)在不影響鐵路運(yùn)行的情況下連續(xù)測(cè)量無縫鋼軌零應(yīng)力軌溫，超限自動(dòng)報(bào)警；4、測(cè)量裝置為自供電型，安裝簡(jiǎn)便，采用無線通信方式，無外部接線；5、根據(jù)手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端上傳的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和進(jìn)一步分析，并針對(duì)不同路段對(duì)鋼軌數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)，作為報(bào)警閾值設(shè)置和零應(yīng)力軌溫計(jì)算參數(shù)修正的依據(jù)，進(jìn)一步提聞了測(cè)量精度。

圖I為本發(fā)明所述測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述測(cè)量裝置的鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明所述測(cè)量裝置的應(yīng)變傳感模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明所述測(cè)量裝置的手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I具體說明本實(shí)施方式。一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置由鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置I和手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端2組成；所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置I固定安裝在鋼軌3的軌腰中性軸a上；所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置I的無線數(shù)據(jù)傳送輸出輸入端與手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端2的無線數(shù)據(jù)傳送輸出輸入端相連。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖2具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置I包括測(cè)溫傳感模塊4、應(yīng)變傳感模塊5、數(shù)據(jù)處理模塊6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7、無線數(shù)據(jù)通訊模塊8和供電模塊9 ;所述測(cè)溫傳感模塊4的溫度傳感信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊6的溫度傳感信號(hào)輸入端相連；所述應(yīng)變傳感模塊5的應(yīng)變傳感信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊6的應(yīng)變傳感信號(hào)輸入端相連；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7的存儲(chǔ)信號(hào)輸入輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊6的存儲(chǔ)信號(hào)輸出輸入端相連；所述無線數(shù)據(jù)通訊模塊8的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊6的無線通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；所述供電模塊9的供電端與數(shù)據(jù)處理模塊6的受電端相連。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。[0020]具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二不同點(diǎn)在于所述測(cè)溫傳感模塊4采用接觸式測(cè)溫傳感器，所述接觸式測(cè)溫傳感器的溫度傳感信號(hào)輸出端即為測(cè)溫傳感模塊4的溫度傳感信號(hào)輸出端。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖3具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二不同點(diǎn)在于所述應(yīng)變傳感模塊5由應(yīng)變片10、全橋差動(dòng)電路和電橋信號(hào)調(diào)理電路11組成；所述應(yīng)變片10以粘接方式安裝在軌腰中性軸a上，所述應(yīng)變片10與軌腰中性軸a的夾角為45° ;所述全橋差動(dòng)電路安裝在應(yīng)變片10上；電橋信號(hào)調(diào)理電路11的差動(dòng)信號(hào)輸入端與全橋差動(dòng)電路的差動(dòng)信號(hào)輸出端相連。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖3具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同點(diǎn)在于所述全橋差動(dòng)電路的四個(gè)橋臂上均裝有規(guī)格相同的敏感柵12，位于軌腰中性軸a上方的兩個(gè)橋臂上的敏感柵12相互垂直，位于軌腰中性軸a下方的兩個(gè)橋臂上的敏感柵12相互垂直。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖4具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同點(diǎn)在于所述手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端2包括中央處理器13、顯示器14、無線數(shù)據(jù)通訊模塊15、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊16、USB數(shù)據(jù)通訊模塊17、供電電源18和按鍵19 ;所述顯示器14的顯示信號(hào)輸入端與中央處理器13的顯示信號(hào)輸出端相連；所述無線數(shù)據(jù)通訊模塊15的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端與中央處理器13的無線通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊16的存儲(chǔ)信號(hào)輸入輸出端與中央處理器13的存儲(chǔ)信號(hào)輸出輸入端相連；所述USB數(shù)據(jù)通訊模塊17的通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端與中央處理器13的通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端相連；所述供電模塊18的供電端與中央處理器13的受電端相連；所述按鍵19的按鍵信號(hào)輸出端與中央處理器13的按鍵信號(hào)輸入端相連。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
權(quán)利要求1.一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)量裝置由鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置(I)和手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端(2)組成；所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置(I)固定安裝在鋼軌⑶的軌腰中性軸(a)上；所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置⑴的無線數(shù)據(jù)傳送輸出輸入端與手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端(2)的無線數(shù)據(jù)傳送輸出輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，其特征在于所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置(I)包括測(cè)溫傳感模塊(4)、應(yīng)變傳感模塊(5)、數(shù)據(jù)處理模塊(6)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(7)、無線數(shù)據(jù)通訊模塊(8)和供電模塊(9);所述測(cè)溫傳感模塊(4)的溫度傳感信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊出)的溫度傳感信號(hào)輸入端相連；所述應(yīng)變傳感模塊(5)的應(yīng)變傳感信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊￠)的應(yīng)變傳感信號(hào)輸入端相連；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(7)的存儲(chǔ)信號(hào)輸入輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊￠)的存儲(chǔ)信號(hào)輸出輸入端相連；所述無線數(shù)據(jù)通訊模塊(8)的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊(6)的無線通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；所述供電模塊(9)的供電端與數(shù)據(jù)處理模塊￠)的受電端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)溫傳感模塊(4)采用接觸式測(cè)溫傳感器，所述接觸式測(cè)溫傳感器的溫度傳感信號(hào)輸出端即為測(cè)溫傳感模塊(4)的溫度傳感信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，其特征在于所述應(yīng)變傳感模塊(5)由應(yīng)變片(10)、全橋差動(dòng)電路和電橋信號(hào)調(diào)理電路(11)組成；所述應(yīng)變片(10)以粘接方式安裝在軌腰中性軸(a)上，所述應(yīng)變片(10)與軌腰中性軸(a)的夾角為45° ;所述全橋差動(dòng)電路安裝在應(yīng)變片(10)上；電橋信號(hào)調(diào)理電路(11)的差動(dòng)信號(hào)輸入端與全橋差動(dòng)電路的差動(dòng)信號(hào)輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，其特征在于所述全橋差動(dòng)電路的四個(gè)橋臂上均裝有規(guī)格相同的敏感柵(12)，位于軌腰中性軸(a)上方的兩個(gè)橋臂上的敏感柵(12)相互垂直，位于軌腰中性軸(a)下方的兩個(gè)橋臂上的敏感柵(12)相互垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，其特征在于所述手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端(2)包括中央處理器(13)、顯示器(14)、無線數(shù)據(jù)通訊模塊(15)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(16)、USB數(shù)據(jù)通訊模塊(17)、供電電源(18)和按鍵(19);所述顯示器(14)的顯示信號(hào)輸入端與中央處理器(13)的顯示信號(hào)輸出端相連；所述無線數(shù)據(jù)通訊模塊(15)的無線通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端與中央處理器(13)的無線通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端相連；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(16)的存儲(chǔ)信號(hào)輸入輸出端與中央處理器(13)的存儲(chǔ)信號(hào)輸出輸入端相連；所述USB數(shù)據(jù)通訊模塊(17)的通訊數(shù)據(jù)輸出輸入端與中央處理器(13)的通訊數(shù)據(jù)輸入輸出端相連；所述供電模塊(18)的供電端與中央處理器(13)的受電端相連；所述按鍵(19)的按鍵信號(hào)輸出端與中央處理器(13)的按鍵信號(hào)輸入端相連。
專利摘要一種無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置，本實(shí)用新型涉及一種鋼軌零應(yīng)力軌溫測(cè)量裝置。本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫測(cè)量裝置不能在鐵路線路正常運(yùn)行使用情況下實(shí)時(shí)測(cè)量鋼軌溫度力及其對(duì)應(yīng)的零應(yīng)力軌溫的問題而提出的。無縫線路鋼軌零應(yīng)力軌溫的測(cè)量裝置由鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置和手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端組成；所述鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置固定安裝在鋼軌的軌腰中性軸上；鋼軌軌溫應(yīng)力測(cè)量裝置的無線數(shù)據(jù)通訊輸出輸入端與手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端的無線數(shù)據(jù)通訊輸出輸入端相連，實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的交換。本實(shí)用新型用于鐵路線路正常運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)監(jiān)測(cè)鋼軌零應(yīng)力軌溫。
文檔編號(hào)E01B35/00GK202786996SQ20122052757
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者鄭小飛, 夏鐵錚 申請(qǐng)人:哈爾濱安通測(cè)控技術(shù)開發(fā)有限公司