專利名稱：一種鋼軌全應力測載裝置的制作方法
技術領域：
本裝置通過專利設計的傳感器檢測鋼軌內部動態載荷下產生的剪、壓二種應力，經過電子耦合測試計算出承受動態載荷的質量，屬于一種大型動態在線檢測電子衡器的新
女口
廣叩O
背景技術：
目前用于傳統的不斷軌鋼軌上測量動態載荷的軌道衡、超偏載儀以及其他鋼軌動態測重裝置都是應用安裝在鋼軌軌腰的“螺栓嵌入式剪力傳感”器結合安裝在軌底的“板式 壓力傳感器”過衡產生的信號進行采集、放大，通過二次儀表顯示被測物質重量。由于傳統的鋼軌測載設備(超偏載儀、軌道衡)必須在鋼軌底部安裝壓力傳感器，為使傳感器受力均勻需要把20-30余根特制鋼枕組裝為一體鋼性結構或建造鋼筋水泥整體道床，這樣造成建造成本高，施工維護困難，特別在繁忙鐵路干線上安裝和檢修更換重力傳感器需要申請施工天窗點，給設備安裝、檢修帶來困難。(圖I)
發明內容
實現鋼軌全應力載荷測量的技術關鍵是應用本專利設計的“鎖銷式十字孔壓力傳感器”和“鎖銷式十字孔壓力傳感器”，上述二種傳感器為內部均設有應力疏導十字孔的傳感器，壓力傳感器在十字中心線上分別粘貼4片應變片、剪力傳感器呈十字孔中心線45度角粘貼剪力魚尾型應變片。“鎖銷式十字孔壓力傳感器”與“鎖銷式十字孔剪力傳感器”外側應用相應的錐度與鋼軌軌腰的錐度孔對接安裝，其結合力和密貼程度高并帶有自鎖功能。由于傳感器設計了應力疏導十字孔結構，使傳感器應力反應更加靈敏。(圖2)全應力鋼軌測載儀應用“鎖銷式十字孔壓力傳感器”與“鎖銷式十字孔剪力傳感器”的匹配，實現了鋼軌全應力載重檢測。其原理是當車輪在鋼軌上碾壓時產生的動態載荷使使“鎖銷式十字孔剪力傳感器”形變，形成動態“碗型”波形與隨即與“鎖銷式十字孔壓力傳感器”產生的“駝峰型”波形合成方波，通過信號放大、A\D轉換二次儀表顯示為過衡重量。(圖3)實施本專利可以節約傳統鋼軌測載儀的壓力傳感器安裝平臺30余萬元(整體道床費用60萬元)，給設備安裝、維護帶來極大便利，同時拓展了鋼軌動態測載的應用領域和提聞了檢測的準確性。
附圖I傳統超偏載儀特制鋼枕整體結構圖
附圖2鎖銷式十字孔壓力、剪力傳感器結構示意圖
附圖3鎖銷式十字孔壓力、剪力傳感器動態載荷下產生的波形曲線截圖
附圖4傳感器安裝位置示意圖
附圖5鎖銷式十字孔壓力、剪力傳感器靜態載荷檢測示意圖
具體實施例方式首先在鋼軌上按照一定相同的距離(與軌枕軌距一致)打眼、攻絲。接下來安裝壓力、剪力傳感器傳感器的安裝方式為單根鋼軌上鋼軌每個測區傳感器安裝位置為兩側各安置I個“鎖銷式十字孔剪力傳感器”。中間安置I-N個“鎖銷式十字孔壓力傳感器”，測區越多、越長，鋼軌測載儀準確度越高。這樣2根鋼軌即可測得左右裝載的 總和以及偏載的狀況。(圖4)本專利在鋼軌靜態測載上的應用由于本專利“鎖銷式十字孔壓力傳感”具有精度高，反應靈敏的特點，用于鋼軌靜態測載有較大優勢。在鋼軌載重車輛固定輪距的每只車輪中心線位置二側小于600毫米以內安裝2只“鎖銷式十字孔式壓力傳感器”或“鎖銷式剪力傳感器”，當被測車輛車輛在距離傳感器該中心線位置小于300毫米內測量靜態檢測準確度可分別達到萬分之二、萬分之三。(圖5)高速、彎道超偏載儀應用本專利可以加長測區(每個測區設置多個“自鎖十字孔壓力傳感器”)，測區可從現在3-4個增加至6-8個甚至更多測區，這樣通過傳感器取樣點增多，即使線路基礎有少量變化，傳感器受力此小彼大，利用取用平均值數據可以把誤差借調過來以此來提高檢測精確度。根據上述原理本專利可以在高速通過列車區段設置高速超偏載儀、在站場條件不允許的彎道上設置彎道超偏載儀，通過砝碼車調試和標定可以達到超偏載儀檢定規程的準確度。
權利要求
1.“一種鋼軌全應力測載裝置”關鍵技術是應用“鎖銷式十字孔壓力傳感器”與“鎖銷式十字孔剪力傳感器”的匹配，實現了鋼軌全應力測載裝置檢測功能。突破了傳統超偏載儀、軌道衡在鋼軌底部安裝壓力傳感器的檢測方法。技術特征體在于應用配套安裝在鋼軌軌腰上的“鎖銷式十字孔剪力傳感器”和“鎖銷式十字孔壓力傳感器”的組合進行動態、靜態載荷測量。(說明書附圖4、附圖5)。
2.根據權利要求I所述，本專利“鎖銷式十字孔壓力傳感器”的結構特征為在傳感器內部的十字中心線上貼有4片應變片，在應變片二側設有應力疏導孔，與軌腰結合部為帶自鎖功能錐度結構(說明書附圖2)。
3.根據權利要求I所述，本專利“鎖銷式十字孔剪力傳感器”的結構特征為在傳感器內部的十字中心線呈十字線呈45度貼魚尾狀剪力應變片。在應變片電阻絲走向二側可設有應力疏導孔(或在傳感器外徑呈應變片中心線45度角縱向設4條與軌腰錐度孔貼合的受力筋)，與軌腰結合部為帶自鎖功能錐度結構(說明書附圖2)。
4.根據權利要求I內容，在鋼軌上每個測區安裝傳感器方法的特征為兩側各安置I個“鎖銷式十字孔剪力傳感器”，中間安置I-N個“鎖銷式十字孔壓力傳感器”，測區越多、越長，鋼軌測載儀準確度越高。(說明書附圖4)。
5.根據權利要求I內容，如果用傳統“螺栓嵌入式剪力傳感器”替代本專利“鎖銷式十字孔剪力傳感器”與“鎖銷式十字孔壓力傳感器”匹配安裝方法的特征與權利要求4的剪力傳感器與壓力傳感器安裝分布方法相同。
6.根據權利要求I內容，本專利傳感器應用在靜態鋼軌測載領域其特征為在等同鋼軌載重車輛固定輪距的每只車輪中心線位置二側小于600毫米以內安裝2只“鎖銷式十字孔式壓力傳感器”當被測車輛車輛在距離傳感器該中心線位置小于300毫米內測量靜態檢測準確度可以從目前2只傳統剪力傳感器中間測得的萬分之五的準確度提高到萬分之二(指各車輪檢測載荷的總和)(說明書附圖5)。
7.根據權利要求I內容，本專利傳感器應用在靜態鋼軌測載領域其特征為在等同鋼軌載重車輛固定輪距的每只車輪中心線位置二側小于600毫米以內安裝2只“鎖銷式十字孔式剪力傳感器”，當被測車輛車輛在距離傳感器該中心線位置小于300毫米內測量靜態檢測準確度可以從目前2只傳統剪力傳感器中間測得的萬分之五的準確度(指各車輪檢測載荷的總和)(說明書附圖5)。
全文摘要
本發明屬于一種創新性大型動態在線檢測電子衡器。本發明應用的鋼軌“鎖銷式十字孔壓力傳感器”(附圖)替代了傳統安裝在鋼軌底部的壓力傳感器。“鎖銷式十字孔壓力、剪力傳感器”直接安裝在鋼軌軌腰上匹配使用，可節約傳統安裝在軌底壓力傳感器安裝平臺30余萬元，同時給設備安裝、維護帶來極大便利。鋼軌全應力載重檢測的原理是當車輪在鋼軌上碾壓時產生的動態載荷使鋼軌產生內應力，本發明的剪力傳感器產生“碗型”波形，與本發明的壓力傳感器產生的“駝峰型”波形合成方波，通過信號放大、A\D轉換二次儀表顯示為過衡重量。本發明拓展了鋼軌動態測載的范圍，使鋼軌高速、彎道測載成為可能。
文檔編號G01G21/22GK102879068SQ201210083080
公開日2013年1月16日 申請日期2012年3月26日 優先權日2012年3月26日
發明者吳紅龍 申請人:吳紅龍