具有溫度測量功能的光纖光柵道岔密貼監(jiān)測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鐵路道岔安全監(jiān)測技術領域和光纖光柵傳感技術領域，具體為一種光 纖光柵鐵路道岔密貼監(jiān)測裝置，并且能同時實現(xiàn)道岔溫度的測量。
【背景技術】
[0002] 我國鐵路運輸繁忙，道岔轉(zhuǎn)換頻繁，而且道岔是線路的咽喉部位，其機械強度又遠 不如正線區(qū)段，機械狀態(tài)容易發(fā)生變化。道岔又是電務和工務部門檢修工作的一個交界口， 是一個薄弱環(huán)節(jié)。如果道岔不密貼，將直接影響列車行車安全。
[0003] 隨著列車速度的提高，對道岔夾異物的檢查也越來越嚴格。秦沈客運專線一次鋪 設無縫線路關鍵技術的研究一一《道岔夾異物動力標準的研究》報告提出，在60kg/m鋼軌 30號提速道岔上，車速為160km/h時夾異物動力標準為5mm，車速為200km/h時夾異物動 力標準為4mm、車速為250km/h及300km/h時夾異物動力標準為3mm。鐵工務函[1996]313 號文《60kg/m鋼軌提速道岔及轉(zhuǎn)換設備鋪安裝維護及驗收技術條件》要求兩牽引點之間有 5mm以上間隙時，道岔不鎖閉或不接通。根據(jù)此標準，既有道岔原有結(jié)構(gòu)很難保證此指標，必 須增加密貼監(jiān)測設備，監(jiān)測道岔狀態(tài)。
[0004] 當前國內(nèi)采用的道岔密貼狀態(tài)監(jiān)測裝置大多數(shù)結(jié)構(gòu)復雜，采用大量電子線路，并 以開關量監(jiān)測居多，不能給出密貼過程的距離值。這是因為模擬量電信號傳感器的零點漂 移嚴重，無法進行長期監(jiān)測。這樣的密貼狀態(tài)監(jiān)測裝置無論從產(chǎn)品成本、安全性能、監(jiān)測準 確性和可靠性等方面來看，都無法滿足發(fā)展越來越迅速的鐵路運輸安全監(jiān)測要求。應用先 進的光纖傳感技術監(jiān)測道岔密貼狀態(tài)為鐵路道岔安全運行監(jiān)控提供了一個新的技術手段。
[0005] 隨著無縫道岔的發(fā)展，溫度應力對道岔的幾何平順性的影響越來越重要，再考慮 到鐵路道岔融雪系統(tǒng)的需要，溫度已成為道岔越來越重要的參數(shù)之一，所以如何實現(xiàn)道岔 密貼度與溫度的測量，意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] (一）要解決的技術問題
[0007] 本發(fā)明的目的在于，提供一種簡單、精確、耐蝕、可靠、不受環(huán)境影響的兼顧溫度測 量的鐵路道岔密貼狀態(tài)監(jiān)測裝置。
[0008] (二）技術方案
[0009] 本發(fā)明提供一種道岔密貼監(jiān)測裝置，包括密貼傳感器和固定器，固定器用于將密 貼傳感器固定在道岔的基本軌的內(nèi)側(cè)軌腰，密貼傳感器包括上蓋、彈簧、底蓋、簡支梁及至 少一光纖光柵，其中：
[0010] 上蓋與底蓋相扣合以構(gòu)成一腔體，且上蓋與底蓋可沿同軸方向相對滑動，簡支梁 置于腔體中，其兩端固定在底蓋上，光纖光柵粘貼在簡支梁的表面，彈簧一端與上蓋固定連 接，另一端與簡支梁固定連接。
[0011] (三）有益效果
[0012] 本發(fā)明提供的道岔密貼監(jiān)測裝置具有以下優(yōu)點：
[0013] 1、本發(fā)明采用光纖傳感，簡化了密貼監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)與工藝，體積小、結(jié)構(gòu)簡單， 當尖軌與基本軌密貼時，該密貼傳感器能隱藏于基本軌軌腰，不影響軌道結(jié)構(gòu)與行車安全。
[0014] 2、本發(fā)明采用固定夾具安裝于道岔的基本軌內(nèi)側(cè)，安裝方便，且避免了在軌道上 進行鉆孔或焊接等對鋼軌破壞的作業(yè)，不影響軌道的結(jié)構(gòu)。
[0015] 3、本發(fā)明采用光纖傳感技術，不受鐵路網(wǎng)電磁場干擾，可靠性高。
[0016] 4、本發(fā)明突破了電傳感的開關式測量，能測量出尖軌與基本軌密貼距離的具體數(shù) 值。
[0017] 5、本發(fā)明監(jiān)測道岔密貼狀態(tài)的同時，還可以測量其溫度，為道岔的溫度應力、融雪 監(jiān)測等提供指導與參考。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實施例提供的道岔密貼監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明實施例提供的光纖光柵固定的位置圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明實施例提供的道岔密貼監(jiān)測裝置的安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 本發(fā)明提供一種道岔密貼監(jiān)測裝置，用于檢測道岔的基本軌與尖軌的密貼程度， 道岔密貼監(jiān)測裝置包括密貼傳感器和固定器，固定器用于將密貼傳感器固定在道岔的基本 軌的內(nèi)側(cè)軌腰，密貼傳感器包括上蓋、彈簧、底蓋、簡支梁及至少一光纖光柵，尖軌移動時， 推動上蓋與底蓋相對滑動，使彈簧壓縮，其恢復力作用在簡支梁上，簡支梁發(fā)生彎曲，粘貼 在其上的光纖光柵隨之彎曲被拉伸，光纖光柵的中心波長發(fā)生變化，通過中心波長的變化， 可以反推出道岔尖軌的密貼度。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，上蓋與底蓋相扣合以構(gòu)成一腔體，且上蓋與底蓋可 沿同軸方向相對滑動，簡支梁置于腔體中，其兩端固定在底蓋上，光纖光柵粘貼在簡支梁的 表面，彈簧一端與上蓋固定連接，另一端與簡支梁固定連接。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，道岔密貼監(jiān)測裝置具有兩個光纖光柵，兩個光纖光 柵具有不同的中心波長、溫度靈敏度系數(shù)和應變靈敏度系數(shù)。兩個光纖光柵分別測量在相 同溫度A T和應變條件A e下的波長漂移A AJP A A 2，根據(jù)如下矩陣方程及預先測定 的光纖光柵的溫度靈敏度系數(shù)KT1、Kt2和應變靈敏度系數(shù)K E p K E 2，
[0025]
，可求出AT和A e，實現(xiàn)測量密貼度時，兼顧溫度的測量。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，上蓋具有一帶螺紋的螺栓孔，底蓋具有螺栓限位孔， 限位螺栓通過螺栓孔插入螺栓限位孔，以使上蓋和底蓋相互連接。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，固定器包括固定夾、固定夾緊固螺栓、固定桿和固定 桿固定螺栓，其中，基本軌固定夾通過所述固定夾螺栓固定在基本軌底部，固定桿通過固定 桿固定螺栓固定在基本軌固定夾上，密貼傳感器通過所述固定桿固定于道岔的基本軌內(nèi)側(cè) 軌腰。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，彈簧為異性彈簧，其兩端大小不同，其中大端與上蓋 固定連接，小端與簡支梁固定連接。
[0029] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0030] 圖1為本發(fā)明實施例提供的道岔密貼監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，道岔包 括基本軌12和尖軌，道岔密貼監(jiān)測裝置包括密貼傳感器和固定器，固定器用于將密貼傳感 器固定在道岔的基本軌12的內(nèi)側(cè)軌腰，密貼傳感器包括上蓋1、異性彈簧2、底蓋3、簡支梁 4及兩個光纖光柵5,其中：
[0031] 上蓋1與底蓋3相扣合以構(gòu)成一腔體，且上蓋1與底蓋3可沿同軸方向相對滑動， 簡支梁4置于腔體中，其兩端固定在底蓋3上，兩個光纖光柵5粘貼在簡支梁4的表面，異 性彈簧2的大端與上蓋1固定連接，小端與簡支梁4固定連接；上蓋1具有一帶螺紋的螺栓 孔6,底蓋3具有螺栓限位孔7,限位螺栓通過所述螺栓孔6插入螺栓限位孔7,以使上蓋1 和底蓋3相互連接。
[0032] 圖2是本發(fā)明實施例提供的光纖光柵固定的位置圖，如圖2所示，兩個光纖光柵5 平行地粘貼在簡支梁4上，兩個光纖光柵5具有不同的中心波長、溫度靈敏度系數(shù)和應變靈 敏度系數(shù)。
[0033] 圖3是本發(fā)明實施例提供的道岔密貼監(jiān)測裝置的安裝示意圖，如圖3所示，固定器 包括固定夾8、固定夾緊固螺栓9、固定桿11和固定桿固定螺栓10，其中，固定夾8通過所述 固定夾螺栓9固定在基本軌12底部，固定桿11通過所述固定桿固定螺栓10固定在固定夾 8上，密貼傳感器通過固定桿11固定于道岔的基本軌12內(nèi)側(cè)軌腰。
[0034] 本實施例提供的道岔密貼檢測裝置，通過調(diào)節(jié)固定桿11，使密貼傳感器的上蓋1 伸出基本軌12外側(cè)適當?shù)拈L度（如5_)，當尖軌密貼基本軌12時，尖軌與上蓋1接觸，并 推動上蓋1與底蓋3相對滑動，異形彈簧2壓縮，其恢復力作用在簡支梁4上，簡支梁4發(fā)生 彎曲，粘貼在其上的光纖光柵5隨之彎曲被拉伸，光纖光柵5的中心波長發(fā)生變化，通過中 心波長的變化，可以反推出道岔尖軌的密貼度；同時，兩個光纖光柵具有不同的中心波長、 溫度靈敏度系數(shù)和應變靈敏度系數(shù)。兩個光纖光柵分別測量在相同溫度AT和應變條件 A e下的波長漂移A AJP A A2，根據(jù)如下矩陣方程及預先測定的光纖光柵的溫度靈敏度 系數(shù)KT1、Kt2和應變靈敏度系數(shù)KEpKE2，
[0036]
,可求出AT和Ae，實現(xiàn)測量密貼度時，兼顧溫度的測量。
[0037] 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種道岔密貼監(jiān)測裝置，用于檢測道岔的基本軌（12)與尖軌的密貼程度，其特征在 于，所述裝置包括密貼傳感器和固定器，所述固定器用于將所述密貼傳感器固定在所述基 本軌（12)的內(nèi)側(cè)軌腰，所述密貼傳感器包括上蓋（1)、彈簧（2)、底蓋（3)、簡支梁（4)及至 少一光纖光柵（5)，其中： 所述上蓋（1)與底蓋（3)相扣合以構(gòu)成一腔體，且所述上蓋（1)與底蓋（3)可沿同軸 方向相對滑動，所述簡支梁（4)置于所述腔體中，其兩端固定在所述底蓋（3)上，所述光纖 光柵（5)粘貼在所述簡支梁（4)的表面，所述彈簧（2) -端與所述上蓋（1)固定連接，另一 端與所述簡支梁（4)固定連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的道岔密貼監(jiān)測裝置，其特征在于，所述光纖光柵（5)為兩個， 所述兩個光纖光柵（5)具有不同的中心波長、溫度靈敏度系數(shù)和應變靈敏度系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的道岔密貼監(jiān)測裝置，其特征在于，所述上蓋⑴具有一帶螺紋 的螺栓孔(6)，所述底蓋（3)具有螺栓限位孔（7)，限位螺栓通過所述螺栓孔（6)插入螺栓 限位孔（7)，以使所述上蓋（1)和底蓋（3)相互連接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的道岔密貼監(jiān)測裝置，其特征在于，所述固定器包括固定夾 (8)、固定夾緊固螺栓（9)、固定桿（11)和固定桿固定螺栓（10)，其中，所述固定夾（8)通過 所述固定夾螺栓（9)固定在所述基本軌（12)底部，所述固定桿（11)通過所述固定桿固定 螺栓（10)固定在所述固定夾（8)上，所述密貼傳感器通過所述固定桿（11)固定于基本軌 (12)內(nèi)側(cè)軌腰。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的道岔密貼監(jiān)測裝置，其特征在于，所述彈簧⑵為異性彈簧， 其兩端大小不同，其中大端與所述上蓋（1)固定連接，小端與所述簡支梁（4)固定連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有溫度測量功能的道岔密貼監(jiān)測裝置，包括密貼傳感器和固定器，固定器用于將密貼傳感器固定在道岔的基本軌的內(nèi)側(cè)軌腰，密貼傳感器包括上蓋、彈簧、底蓋、簡支梁及至少一光纖光柵，尖軌移動時，推動上蓋與底蓋相對滑動，使彈簧壓縮，其恢復力作用在簡支梁上，簡支梁發(fā)生彎曲，粘貼在其上的光纖光柵隨之彎曲被拉伸，光纖光柵的中心波長發(fā)生變化，通過中心波長的變化，可以反推出道岔尖軌的密貼度。本發(fā)明能簡單、精確、耐蝕、可靠地來監(jiān)測鐵路道岔密貼狀態(tài)，不受環(huán)境影響，同時還具有溫度測量功能。
【IPC分類】B61K9/08
【公開號】CN105109516
【申請?zhí)枴緾N201510609489
【發(fā)明人】張文濤, 許紅彬, 杜彥良, 李芳
【申請人】中國科學院半導體研究所
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月22日