專利名稱：一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋼軌零應力軌溫測量裝置。
背景技術：
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，延長軌道部件的使用壽命，降低維修費用等優點，故而得到了工務部門的廣泛應用。隨著環境溫度的變化和列車反復碾壓，無縫線路鋼軌內往往存有較大的不均勻的溫度力，如果發生應力集中，將會造成漲軌跑道或斷軌事故。同時，軌溫升高或降低時會在無縫鋼軌引起溫度應力為保證行車安全，必須將鋼軌中壓力限制在一定范圍內。因此，測量無縫鋼軌的零應力軌溫對于確定鋼軌內部應力狀況，確保鐵路運輸安全是十分必要的。無縫線路按照對基礎假設的不同，其靜力計算分為兩種，即連續點支承梁的計算和連續基礎梁的計算。在連續點支承梁的計算法中，把鋼軌視為一根支承在許多彈性支點上的無限長梁。彈性支點的沉落值假定與它所受的壓力成正比，運用力學理論，任一截面處的鋼軌彎矩、壓力和撓度都可求得。目前我國大部分鐵路局的無縫鋼軌溫度力和零應力軌溫的測量裝置還在使用鋼軌位移測量法、超聲波測量法、導磁率測量法等方法。現有無縫鋼軌溫度力和零應力軌溫的測量裝置的測量方法均是以零應力軌溫準確為前提條件，而鋼軌的零應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力狀態，更無法獲得準確的零應力軌溫的問題。而發明專利ZL02104896. 7公布的橫向加力測量法雖然克服以上方法的不足，但是測量裝置在測量過程存在中斷較長行車時間，測量方法操作費力、繁瑣，具有操作安全風險，不能在鐵路線路正常運行使用情況下實時測量鋼軌溫度力及其對應的零應力軌溫的缺點。
實用新型內容本實用新型是為解決現有無縫線路鋼軌零應力軌溫測量裝置不能在鐵路線路正常運行使用情況下實時測量鋼軌溫度力及其對應的零應力軌溫的問題而提出的一種無縫線路鋼軌零應力軌溫測量裝置。一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，所述測量裝置由鋼軌軌溫應力測量裝置I和手持數據采集終端2組成；所述鋼軌軌溫應力測量裝置I固定安裝在鋼軌3的軌腰中性軸a上；所述鋼軌軌溫應力測量裝置I的無線數據傳送輸出輸入端與手持數據采集終端2的無線數據傳送輸出輸入端相連。—種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，選用縱橫彎曲桿模型計算，以相鄰兩個扣件為支點，當重量精確的砝碼車車輪經過鋼軌測量點時，其受到的車輪壓力和枕木道床的支撐力是一定的，即鋼軌的縱向動荷載是一定的，則可得到鋼軌的縱向彎曲變形應力是一定的。當鋼軌分別受到縱向零作用力、縱向拉力或縱向壓力時，其抗縱向撓曲變形的能力明顯不同。當受縱向拉力時，抗縱向撓曲變形的能力提高，當受縱向壓力時，抗縱向撓曲變形的能力降低。通過測量在豎向壓力一定情況下，鋼軌豎向壓力和形變的變化量，即可通過力學計算得出鋼軌此時所受的縱向溫度應力值。同時，利用無線通訊方式將所測量的數據傳輸給手持數據采集終端2，手持數據采集終端2通過無線數據通訊輸入端讀取數據，并將從各個鋼軌軌溫應力測量裝置獲取的數據上傳至服務器，服務器通過軟件對上傳數據進行數據處理和判斷，即判斷鋼軌零應力軌溫T與鋼軌使用所允許的最高零應力軌溫Th和最低零應力軌溫IY之間的關系；如測量結果超出鋼軌使用所允許范圍則發出文字和聲音報警提示。本實用新型的優點在于I、能夠直接的準確的實現鋼軌溫度應力監測測量；2、使用I只帶有4個敏感柵的電阻應變片，通過相互電連接形成全電橋來測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，且具有溫度補償作用。同時基于敏感柵的位置安排，可以有效檢測各個切線方向的形變；·[0011]3、測量完成后測量數據由操作人員定期讀取并存儲在手持數據采集終端的數據存儲模塊16內，數據計算和超限判斷由服務器根據上傳的數據計算完成，實現了操作簡便，測量準確，且可實現在不影響鐵路運行的情況下連續測量無縫鋼軌零應力軌溫，超限自動報警；4、測量裝置為自供電型，安裝簡便，采用無線通信方式，無外部接線；5、根據手持數據采集終端上傳的測量數據進行存儲、管理和進一步分析，并針對不同路段對鋼軌數據進行大量的統計，作為報警閾值設置和零應力軌溫計算參數修正的依據，進一步提聞了測量精度。
圖I為本發明所述測量裝置的結構示意圖；圖2為本發明所述測量裝置的鋼軌軌溫應力測量裝置的模塊結構示意圖；圖3為本發明所述測量裝置的應變傳感模塊的結構示意圖；圖4為本發明所述測量裝置的手持數據采集終端的結構示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結合圖I具體說明本實施方式。一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，所述測量裝置由鋼軌軌溫應力測量裝置I和手持數據采集終端2組成；所述鋼軌軌溫應力測量裝置I固定安裝在鋼軌3的軌腰中性軸a上；所述鋼軌軌溫應力測量裝置I的無線數據傳送輸出輸入端與手持數據采集終端2的無線數據傳送輸出輸入端相連。
具體實施方式
二 結合圖2具體說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
一不同點在于所述鋼軌軌溫應力測量裝置I包括測溫傳感模塊4、應變傳感模塊5、數據處理模塊6、數據存儲模塊7、無線數據通訊模塊8和供電模塊9 ;所述測溫傳感模塊4的溫度傳感信號輸出端與數據處理模塊6的溫度傳感信號輸入端相連；所述應變傳感模塊5的應變傳感信號輸出端與數據處理模塊6的應變傳感信號輸入端相連；所述數據存儲模塊7的存儲信號輸入輸出端與數據處理模塊6的存儲信號輸出輸入端相連；所述無線數據通訊模塊8的無線通訊數據輸入輸出端與數據處理模塊6的無線通訊數據輸出輸入端相連；所述供電模塊9的供電端與數據處理模塊6的受電端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。[0020]具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
二不同點在于所述測溫傳感模塊4采用接觸式測溫傳感器，所述接觸式測溫傳感器的溫度傳感信號輸出端即為測溫傳感模塊4的溫度傳感信號輸出端。其它組成和連接方式與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四結合圖3具體說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
二不同點在于所述應變傳感模塊5由應變片10、全橋差動電路和電橋信號調理電路11組成；所述應變片10以粘接方式安裝在軌腰中性軸a上，所述應變片10與軌腰中性軸a的夾角為45° ;所述全橋差動電路安裝在應變片10上；電橋信號調理電路11的差動信號輸入端與全橋差動電路的差動信號輸出端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
五結合圖3具體說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
四不同點在于所述全橋差動電路的四個橋臂上均裝有規格相同的敏感柵12，位于軌腰中性軸a上方的兩個橋臂上的敏感柵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施方式
四相同。
具體實施方式
六結合圖4具體說明本實施方式。本實施方式與具體實施方式
一不同點在于所述手持數據采集終端2包括中央處理器13、顯示器14、無線數據通訊模塊15、數據存儲模塊16、USB數據通訊模塊17、供電電源18和按鍵19 ;所述顯示器14的顯示信號輸入端與中央處理器13的顯示信號輸出端相連；所述無線數據通訊模塊15的無線通訊數據輸入輸出端與中央處理器13的無線通訊數據輸出輸入端相連；所述數據存儲模塊16的存儲信號輸入輸出端與中央處理器13的存儲信號輸出輸入端相連；所述USB數據通訊模塊17的通訊數據輸出輸入端與中央處理器13的通訊數據輸入輸出端相連；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的按鍵信號輸出端與中央處理器13的按鍵信號輸入端相連。其它組成和連接方式與具體實施方式
一相同。
權利要求1.一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，其特征在于所述測量裝置由鋼軌軌溫應力測量裝置(I)和手持數據采集終端(2)組成；所述鋼軌軌溫應力測量裝置(I)固定安裝在鋼軌⑶的軌腰中性軸(a)上；所述鋼軌軌溫應力測量裝置⑴的無線數據傳送輸出輸入端與手持數據采集終端(2)的無線數據傳送輸出輸入端相連。
2.根據權利要求I所述的一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，其特征在于所述鋼軌軌溫應力測量裝置(I)包括測溫傳感模塊(4)、應變傳感模塊(5)、數據處理模塊(6)、數據存儲模塊(7)、無線數據通訊模塊(8)和供電模塊(9);所述測溫傳感模塊(4)的溫度傳感信號輸出端與數據處理模塊出)的溫度傳感信號輸入端相連；所述應變傳感模塊(5)的應變傳感信號輸出端與數據處理模塊￠)的應變傳感信號輸入端相連；所述數據存儲模塊(7)的存儲信號輸入輸出端與數據處理模塊￠)的存儲信號輸出輸入端相連；所述無線數據通訊模塊(8)的無線通訊數據輸入輸出端與數據處理模塊(6)的無線通訊數據輸出輸入端相連；所述供電模塊(9)的供電端與數據處理模塊￠)的受電端相連。
3.根據權利要求2所述的一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，其特征在于所述測溫傳感模塊(4)采用接觸式測溫傳感器，所述接觸式測溫傳感器的溫度傳感信號輸出端即為測溫傳感模塊(4)的溫度傳感信號輸出端。
4.根據權利要求2所述的一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，其特征在于所述應變傳感模塊(5)由應變片(10)、全橋差動電路和電橋信號調理電路(11)組成；所述應變片(10)以粘接方式安裝在軌腰中性軸(a)上，所述應變片(10)與軌腰中性軸(a)的夾角為45° ;所述全橋差動電路安裝在應變片(10)上；電橋信號調理電路(11)的差動信號輸入端與全橋差動電路的差動信號輸出端相連。
5.根據權利要求4所述的一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，其特征在于所述全橋差動電路的四個橋臂上均裝有規格相同的敏感柵(12)，位于軌腰中性軸(a)上方的兩個橋臂上的敏感柵(12)相互垂直，位于軌腰中性軸(a)下方的兩個橋臂上的敏感柵(12)相互垂直。
6.根據權利要求I所述的一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，其特征在于所述手持數據采集終端(2)包括中央處理器(13)、顯示器(14)、無線數據通訊模塊(15)、數據存儲模塊(16)、USB數據通訊模塊(17)、供電電源(18)和按鍵(19);所述顯示器(14)的顯示信號輸入端與中央處理器(13)的顯示信號輸出端相連；所述無線數據通訊模塊(15)的無線通訊數據輸入輸出端與中央處理器(13)的無線通訊數據輸出輸入端相連；所述數據存儲模塊(16)的存儲信號輸入輸出端與中央處理器(13)的存儲信號輸出輸入端相連；所述USB數據通訊模塊(17)的通訊數據輸出輸入端與中央處理器(13)的通訊數據輸入輸出端相連；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)的按鍵信號輸出端與中央處理器(13)的按鍵信號輸入端相連。
專利摘要一種無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置，本實用新型涉及一種鋼軌零應力軌溫測量裝置。本實用新型為解決現有無縫線路鋼軌零應力軌溫測量裝置不能在鐵路線路正常運行使用情況下實時測量鋼軌溫度力及其對應的零應力軌溫的問題而提出的。無縫線路鋼軌零應力軌溫的測量裝置由鋼軌軌溫應力測量裝置和手持數據采集終端組成；所述鋼軌軌溫應力測量裝置固定安裝在鋼軌的軌腰中性軸上；鋼軌軌溫應力測量裝置的無線數據通訊輸出輸入端與手持數據采集終端的無線數據通訊輸出輸入端相連，實現測量數據的交換。本實用新型用于鐵路線路正常運行狀態下連續監測鋼軌零應力軌溫。
文檔編號E01B35/00GK202786996SQ20122052757
公開日2013年3月13日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者鄭小飛, 夏鐵錚 申請人:哈爾濱安通測控技術開發有限公司