本實(shí)用新型涉及壓力檢測領(lǐng)域，具體是一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鐵路多用于長距離的運(yùn)輸，因其速度快，價(jià)格便宜得到了快速的發(fā)展。當(dāng)火車處于超載或偏載的狀態(tài)下，極易造成交通事故，造成生命和財(cái)產(chǎn)的損失。但鐵道上車輛的超載、偏載和總重的檢測，目前還是采用停車檢測的方式，檢測方式麻煩且相對落后。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)，用來檢測貨運(yùn)車輛運(yùn)行中每節(jié)車輛的總重、超重和偏重等參數(shù)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)，包括有多個(gè)壓力傳感器，依次連接的放大器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、采集存儲器和數(shù)據(jù)處理芯片；所述的多個(gè)壓力傳感器均與放大器連接，多個(gè)壓力傳感器設(shè)置于一段枕木上且平均分配于兩個(gè)鋼軌的下方并沿鋼軌的中軸線對稱；所述的壓力傳感器包括有矩形的基板，基板相對的前、后端面上均設(shè)置有盲孔，且兩端面的盲孔同軸相對設(shè)置，盲孔內(nèi)均設(shè)置有電阻應(yīng)變片，所述的基板盲孔所在部分為工字梁結(jié)構(gòu)。

所述的數(shù)據(jù)處理芯片上連接有打印裝置。

所述的基板的下方連接有安裝板，基板鄰近兩端部設(shè)置有上下貫通的安裝孔，所述的基板相對的前、后端面上均設(shè)置有兩個(gè)盲孔，兩個(gè)盲孔位于基板兩端部安裝孔之間，前端面上的兩個(gè)盲孔與后端面上的兩個(gè)盲孔一一同軸相對設(shè)置，基板四個(gè)盲孔所在部分形成兩個(gè)工字梁結(jié)構(gòu)。

所述的基板的上端面上設(shè)置有鋼軌定位槽，所述的鋼軌架設(shè)于鋼軌定位槽內(nèi)且通過壓板壓緊，鋼軌定位螺栓依次穿過壓板、鋼軌、基板后定位于枕木上。

所述的電阻應(yīng)變片選用二片半橋型電阻應(yīng)變片，一個(gè)二片半橋型電阻應(yīng)變片中的二片電阻應(yīng)變片分別安裝于同軸的兩個(gè)盲孔中，且二個(gè)二片半橋型電阻應(yīng)變片連接組成惠斯登電橋。

所述的壓力傳感器為八個(gè)，每個(gè)鋼軌的下方設(shè)置有四個(gè)，且沿鋼軌的中軸線對稱。

所述的下方設(shè)置有壓力傳感器的鋼軌部分與原鋼軌為分割結(jié)構(gòu)，即形成斷軌。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型通過在枕木與鋼軌間安裝多個(gè)壓力傳感器，分別采集火車車輪經(jīng)過不同位置時(shí)的重量，并通過轉(zhuǎn)換分析處理得到鐵道車輛是否超載或偏載的結(jié)果，檢測精度高，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。本實(shí)用新型能夠?qū)\(yùn)行速度15km/h以下的貨物車輛進(jìn)行超偏載檢測，整體測量精度0.9％。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。

圖2是本實(shí)用新型壓力傳感器的安裝主視圖。

圖3是本實(shí)用新型壓力傳感器的安裝俯視圖。

圖4是本實(shí)用新型壓力傳感器的主視圖。

圖5是本實(shí)用新型壓力傳感器的俯視圖。

圖6是本實(shí)用新型壓力傳感器的受力圖。

圖7是本實(shí)用新型工字梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)用新型電阻應(yīng)變片的安裝結(jié)構(gòu)圖。

圖9是本實(shí)用新型惠斯登電橋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本實(shí)用新型壓力傳感器采集到的信號模擬圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(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)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

見圖1-圖3，一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)，包括有八個(gè)壓力傳感器01，依次連接的放大器02、高速A/D轉(zhuǎn)換器03、采集存儲器04、數(shù)據(jù)處理芯片05和打印裝置06；八個(gè)壓力傳感器01均與放大器02連接，多個(gè)壓力傳感器01設(shè)置于一段枕木07上且平均分配于兩個(gè)鋼軌08的下方并沿鋼軌08的中軸線對稱，下方設(shè)置有壓力傳感器01的鋼軌08部分與原鋼軌為分割結(jié)構(gòu)，即形成斷軌；八個(gè)壓力傳感器01的采集信號發(fā)送給放大器02進(jìn)行信號放大處理，然后由高速A/D轉(zhuǎn)換器03進(jìn)行模數(shù)準(zhǔn)換，采集存儲器04進(jìn)行采集存儲，數(shù)據(jù)處理芯片05進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到最終檢測結(jié)構(gòu)，并發(fā)送給打印裝置06進(jìn)行打印輸出。

見圖4-圖6，壓力傳感器01包括有矩形的基板11，基板11的下方連接有安裝板12，基板相對的前、后端面上均設(shè)置有兩個(gè)盲孔13，基板11鄰近兩端部設(shè)置有上下貫通的安裝孔14，兩個(gè)盲孔13位于基板11兩端部安裝孔14之間，前端面上的兩個(gè)盲孔12與后端面上的兩個(gè)盲孔12一一同軸相對設(shè)置，基板11四個(gè)盲孔所在部分形成兩個(gè)工字梁結(jié)構(gòu)(見圖7)，盲孔內(nèi)均設(shè)置有電阻應(yīng)變片15(見圖8)，電阻應(yīng)變片選用二片半橋型電阻應(yīng)變，一個(gè)二片半橋型電阻應(yīng)變片中的二片電阻應(yīng)變片(R1和R3)或(R2和R4)分別安裝于同軸的兩個(gè)盲孔12中，且二個(gè)二片半橋型電阻應(yīng)變片連接組成惠斯登電橋(見圖9)。

其中，基板11的上端面上設(shè)置有鋼軌定位槽16，鋼軌08架設(shè)于鋼軌定位槽16內(nèi)且通過壓板09壓緊，鋼軌定位螺栓依次穿過壓板09、鋼軌08、基板11和安裝板12后定位于枕木07上(見圖2)。

見圖6，壓力傳感器將支撐壓力F的剪力分解為左、右各半邊，分別形成一組的剪力。

見圖7-圖9，剪力在彈性體敏感區(qū)(盲孔12處)的基板11上產(chǎn)生剪應(yīng)力，貼在基板11上的應(yīng)變計(jì)可以轉(zhuǎn)換成電阻的改變，再由惠斯登電橋電路變換出電壓毫伏信號。

“工字梁”腹板應(yīng)變計(jì)算：

根據(jù)材料力學(xué)，茹拉夫斯基公式，切應(yīng)力可表達(dá)為：

其中，S—靜矩，Jy—慣性矩，Q—剪力；

正應(yīng)變?yōu)椋?/p>

腹板根部：

腹板中心：

平均應(yīng)變：

電橋輸出：

強(qiáng)度核算：

對合金鋼而言：[σ]＝200—250MPa

[τ]＝150—187.5MPa；

工字梁上

根部彎曲應(yīng)力：

彈性體上

根部彎曲應(yīng)力：

過載保護(hù)：

中心撓度

得

說明當(dāng)傳感器承載超16.6t后，安裝板會起到保護(hù)作用。

當(dāng)車廂前部第一個(gè)輪子剛壓觸到測量區(qū)域(斷軌08)時(shí)，八個(gè)壓力傳感器01感測到一個(gè)約1/4的前軸重量，當(dāng)前部第二個(gè)輪子(輪距1.85米)接觸到測量區(qū)域(斷軌08時(shí)，八個(gè)壓力傳感器感受到約1/2的前軸重量，當(dāng)前部第一個(gè)輪子離開接觸到測量區(qū)域(斷軌)時(shí)，八個(gè)壓力傳感器感測又下降到約1/4的前軸重量。壓力傳感器采集到的信號模擬如圖10所示。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。