本實(shí)用新型涉及電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在鐵路線路設(shè)計(jì)中，為減小橋梁結(jié)構(gòu)與橋上無(wú)縫線路之間的相互作用力，通常采用小阻力扣件，即允許鋼軌與基礎(chǔ)之間有相對(duì)的縱向位移。因此，小阻力扣件的縱向阻力值是鐵路線路設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)之一。同時(shí)，為了掌握小阻力扣件在服役過程中縱向阻力值的變化及其與設(shè)計(jì)值之間的差異，需要對(duì)小阻力扣件的縱向阻力值進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。但目前現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試手段較為落后，不能滿足現(xiàn)有需求。小阻力扣件縱向阻力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試主要采用千斤頂和位移計(jì)等設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。采用千斤頂和位移計(jì)等設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，其技術(shù)手段比較落后，測(cè)試過程中需要鋸斷鋼軌，利用千斤頂及特殊工裝拉/推鋼軌，記錄力和位移，從而計(jì)算得出扣件的縱向阻力值。同時(shí)試驗(yàn)完成后，需要對(duì)鋸斷后的鋼軌進(jìn)行焊接。測(cè)試過程繁瑣，所需人員及設(shè)備較多，測(cè)試效率低，因?yàn)樵囼?yàn)過程中需要鋸斷鋼軌，也屬于破壞性試驗(yàn)，無(wú)法滿足現(xiàn)有需求。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中對(duì)小阻力扣件縱向阻力測(cè)試效率低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)，以解決相關(guān)技術(shù)中對(duì)小阻力扣件縱向阻力測(cè)試效率低的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：終端設(shè)備，用于向縱向阻力測(cè)試儀發(fā)送控制指令；縱向阻力測(cè)試儀，用于根據(jù)控制指令發(fā)射脈沖電信號(hào)；以及超聲波收發(fā)裝置，與縱向阻力測(cè)試儀通信連接，用于根據(jù)接收到的脈沖電信號(hào)計(jì)算小阻力扣件的縱向阻力值。

進(jìn)一步地，該測(cè)試系統(tǒng)還包括壓電陶瓷裝置，壓電陶瓷裝置設(shè)置在超聲波收發(fā)裝置內(nèi)，用于將脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)電信號(hào)。

進(jìn)一步地，該縱向阻力測(cè)試儀還包括：標(biāo)記機(jī)構(gòu)，用于對(duì)接收到的壓電陶瓷裝置發(fā)送的目標(biāo)電信號(hào)添加時(shí)間標(biāo)記。

進(jìn)一步地，該終端設(shè)備為手持終端或電腦終端。

進(jìn)一步地，該終端設(shè)備還包括用于設(shè)置不同的脈沖電信號(hào)頻率和脈沖次數(shù)的第一設(shè)置單元。

進(jìn)一步地，該終端設(shè)備還包括用于設(shè)置溫度補(bǔ)償參數(shù)的第二設(shè)置單元。

進(jìn)一步地，該測(cè)試系統(tǒng)還包括溫度補(bǔ)償裝置，與縱向阻力測(cè)試儀連接，用于對(duì)縱向阻力測(cè)試儀進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

進(jìn)一步地，該測(cè)試系統(tǒng)還包括用于存儲(chǔ)終端設(shè)備上傳的小阻力扣件的縱向阻力值的存儲(chǔ)單元。

進(jìn)一步地，該測(cè)試系統(tǒng)還包括用于對(duì)小阻力扣件的縱向阻力值進(jìn)行分析處理的處理單元。

進(jìn)一步地，該測(cè)試系統(tǒng)還包括用于從存儲(chǔ)單元中下載小阻力扣件的縱向阻力值的下載單元。

通過本實(shí)用新型，小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試包括：終端設(shè)備，用于向縱向阻力測(cè)試儀發(fā)送控制指令；縱向阻力測(cè)試儀，用于根據(jù)控制指令發(fā)射脈沖電信號(hào)；以及超聲波收發(fā)裝置，與縱向阻力測(cè)試儀通信連接，用于根據(jù)接收到的脈沖電信號(hào)計(jì)算小阻力扣件的縱向阻力值，解決了相關(guān)技術(shù)中對(duì)小阻力扣件縱向阻力測(cè)試效率低的問題。由于直接根據(jù)縱向阻力測(cè)試儀發(fā)射的脈沖電信號(hào)計(jì)算小阻力扣件的縱向阻力值，避免了相關(guān)技術(shù)中通過繁瑣的機(jī)械工作對(duì)小阻力扣件縱向阻力進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而達(dá)到了提升對(duì)小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試效率的效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可選的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)的示意圖；以及

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的可選的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中超聲波收發(fā)裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本申請(qǐng)的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請(qǐng)的實(shí)施例。此外，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)的示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括：縱向阻力測(cè)試儀(1)、超聲波收發(fā)裝置(2)和終端設(shè)備(4)。

其中，終端設(shè)備(4)，用于向縱向阻力測(cè)試儀發(fā)送控制指令。

縱向阻力測(cè)試儀(1)，用于根據(jù)控制指令發(fā)射脈沖電信號(hào)。

超聲波收發(fā)裝置(2)，與縱向阻力測(cè)試儀通信連接，用于根據(jù)接收到的脈沖電信號(hào)計(jì)算小阻力扣件的縱向阻力值。

即本實(shí)用新型實(shí)施例提供的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試包括：終端設(shè)備(4)向縱向阻力測(cè)試儀(1)發(fā)送控制指令；縱向阻力測(cè)試儀(1)根據(jù)控制指令發(fā)射脈沖電信號(hào)；以及超聲波收發(fā)裝置(2)，與縱向阻力測(cè)試儀(1)通信連接，用于根據(jù)接收到的脈沖電信號(hào)計(jì)算小阻力扣件的縱向阻力值，解決了相關(guān)技術(shù)中對(duì)小阻力扣件縱向阻力測(cè)試效率低的問題。由于直接根據(jù)縱向阻力測(cè)試儀(1)發(fā)射的脈沖電信號(hào)計(jì)算小阻力扣件的縱向阻力值，避免了相關(guān)技術(shù)中通過繁瑣的機(jī)械工作對(duì)小阻力扣件縱向阻力進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而達(dá)到了提升對(duì)小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試效率的效果。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該測(cè)試系統(tǒng)還包括壓電陶瓷裝置，壓電陶瓷裝置設(shè)置在超聲波收發(fā)裝置內(nèi)，用于將脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟繕?biāo)電信號(hào)。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該縱向阻力測(cè)試儀還包括：標(biāo)記機(jī)構(gòu)，用于對(duì)接收到的壓電陶瓷裝置發(fā)送的目標(biāo)電信號(hào)添加時(shí)間標(biāo)記。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該終端設(shè)備為手持終端或電腦終端。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該終端設(shè)備還包括用于設(shè)置不同的脈沖電信號(hào)頻率和脈沖次數(shù)的第一設(shè)置單元。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該終端設(shè)備還包括用于設(shè)置溫度補(bǔ)償參數(shù)的第二設(shè)置單元。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該測(cè)試系統(tǒng)還包括溫度補(bǔ)償裝置，與縱向阻力測(cè)試儀連接，用于對(duì)縱向阻力測(cè)試儀進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該測(cè)試系統(tǒng)還包括用于存儲(chǔ)終端設(shè)備上傳的小阻力扣件的縱向阻力值的存儲(chǔ)單元。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該測(cè)試系統(tǒng)還包括用于對(duì)小阻力扣件的縱向阻力值進(jìn)行分析處理的處理單元。

可選地，在本實(shí)用新型實(shí)施例的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)中，該測(cè)試系統(tǒng)還包括用于從存儲(chǔ)單元中下載小阻力扣件的縱向阻力值的下載單元。

具體地，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的可選的小阻力扣件縱向阻力的測(cè)試系統(tǒng)，如圖2所示，小阻力扣件縱向阻力測(cè)試系統(tǒng)包括縱向阻力測(cè)試儀(1)、超聲波收發(fā)裝置(2)、溫度補(bǔ)償裝置(3)、終端設(shè)備(4)(例如，手持終端或電腦終端)和云存儲(chǔ)設(shè)備(5)(對(duì)應(yīng)上述的存儲(chǔ)單元)等設(shè)備。超聲波收發(fā)裝置(2)結(jié)構(gòu)的示意圖，如圖3所示。測(cè)試過程中，該小阻力扣件縱向阻力測(cè)試系統(tǒng)通過終端設(shè)備(4)對(duì)縱向阻力測(cè)試儀(1)進(jìn)行無(wú)線遠(yuǎn)程控制，縱向阻力測(cè)試儀(1)根據(jù)手持終端(例如，手機(jī))或電腦終端(4)的指令(6)發(fā)射脈沖電信號(hào)(7)，超聲波收發(fā)裝置(2)通過壓電陶瓷裝置(21)將脈沖電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的機(jī)械波(201)，機(jī)械波(201)經(jīng)反射形成機(jī)械回波(202)和(203)，壓電陶瓷裝置(22)將機(jī)械回波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并將電信號(hào)(8)傳回至縱向阻力測(cè)試儀(1)。縱向阻力測(cè)試儀(1)將接收到的電信號(hào)加以時(shí)間標(biāo)記，將加以時(shí)間標(biāo)記的電信號(hào)作為目標(biāo)電信號(hào)，將目標(biāo)電信號(hào)經(jīng)藍(lán)牙或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等無(wú)線通訊設(shè)備傳送到終端設(shè)備(4)，通過終端設(shè)備(4)的后處理程序，即可精確得到鋼軌當(dāng)前的應(yīng)力，同時(shí)可得到當(dāng)前位置的鋼軌內(nèi)力。再根據(jù)得到的鋼軌當(dāng)前的應(yīng)力，計(jì)算得到小阻力扣件的縱向阻力值。終端設(shè)備(4)可將測(cè)得的縱向阻力上傳至云存儲(chǔ)設(shè)備(5)，并可隨時(shí)訪問下載云存儲(chǔ)設(shè)備(5)中的歷史數(shù)據(jù)，掌握小阻力扣件縱向阻力的變化情況。

鋼軌在自由狀態(tài)或鎖定軌溫條件下，鋼軌內(nèi)部不存在應(yīng)力；而鋼軌在線路上且非鎖定軌溫時(shí)，鋼軌內(nèi)部將產(chǎn)生應(yīng)力，由于鋼軌內(nèi)部應(yīng)力的作用，超聲波的傳播時(shí)間將發(fā)生變化。根據(jù)公式(1)可計(jì)算得到當(dāng)前的鋼軌應(yīng)力。

其中，σ—鋼軌應(yīng)力；E—鋼軌彈性模量；l—聲彈系數(shù)；c—溫度補(bǔ)償系數(shù)；T—鋼軌內(nèi)部有應(yīng)力時(shí)的超聲波傳播時(shí)間；T₀—鋼軌內(nèi)部無(wú)應(yīng)力時(shí)的超聲波傳播時(shí)間。

根據(jù)上述原理，本實(shí)用新型將通過精確測(cè)量鋼軌在有無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下的超聲波傳播時(shí)間，通過公式(1)計(jì)算得到當(dāng)前狀態(tài)下的鋼軌應(yīng)力，再乘以鋼軌截面積A即可得到鋼軌縱向力。間隔n個(gè)扣件節(jié)點(diǎn)，分別測(cè)量鋼軌應(yīng)力為σ₁和σ₂，則每個(gè)小阻力扣件所提供的縱向阻力f可以通過公式(2)得到：

綜上，本實(shí)用新型包括：縱向阻力測(cè)試儀(1)、超聲波收發(fā)裝置(2)、溫度補(bǔ)償裝置(3)、終端設(shè)備(4)和云存儲(chǔ)設(shè)備(5)等?？v向阻力測(cè)試儀(1)是發(fā)射和接收脈沖電信號(hào)、測(cè)量并計(jì)算發(fā)射和回波電信號(hào)之間時(shí)間差的設(shè)備。鋼軌在自由狀態(tài)或鎖定軌溫條件下，發(fā)射和接收電信號(hào)之間的時(shí)間差為T₀，鋼軌在有內(nèi)部應(yīng)力時(shí)，發(fā)射和接受電信號(hào)之間的時(shí)間差為T，則根據(jù)公式(1)可得到當(dāng)前狀態(tài)下的鋼軌應(yīng)力。測(cè)量不同位置的鋼軌應(yīng)力，并根據(jù)公式(2)可得到每個(gè)小阻力扣件所提供的縱向阻力值。其中，終端設(shè)備(4)可實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)設(shè)置不同的脈沖電信號(hào)頻率、脈沖次數(shù)等；(2)設(shè)置不同材質(zhì)的彈性模量、溫度補(bǔ)償參數(shù)、應(yīng)力補(bǔ)償參數(shù)等；(3)設(shè)置多通道實(shí)時(shí)測(cè)量等管理參數(shù)；(4)隨時(shí)訪問云存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行上傳和下載數(shù)據(jù)；(5)提供云存儲(chǔ)設(shè)備和云計(jì)算等大數(shù)據(jù)分析功能。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中涉及的手持終端不僅限定于手機(jī)，還可以為pad等其它的手持終端，在本發(fā)明中不作限定。

通過本實(shí)用新型，對(duì)于小阻力扣件縱向阻力可線路上隨時(shí)檢測(cè)，大大提高了現(xiàn)有的檢測(cè)手段和檢測(cè)效率，并可在扣件使用過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小阻力扣件的縱向阻力，為小阻力扣件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。

上述本實(shí)用新型實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本實(shí)用新型的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本實(shí)用新型的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。