CN101269664A

CN101269664A - 钢轨温度和位移检测仪

Info

Publication number: CN101269664A
Application number: CNA2007100872151A
Authority: CN
Inventors: 张运刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2027-03-21
Also published as: CN101269664B

Abstract

本发明涉及铁路无缝线路区段的钢轨温度和钢轨顺向位移的检测。本发明公开了一种钢轨温度和位移检测仪，包括位于钢轨边的定位桩，还包括：轨腰定位无源标签、轨腰测量仪、手持遥控器，其中，所述轨腰定位无源标签粘贴于钢轨的轨腰处，该轨腰处与定位桩上的定位线相对应；所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接；所述手持遥控器通过无线通讯信号与轨腰测量仪接通。本发明操作方便、工作安全、检测准确，能实现自动检测、记录、显示检测参数，并可与网络连接，自动进行数据交换。

Description

钢轨温度和位移检测仪

技术领域

本发明涉及铁路无缝线路区段的钢轨温度和钢轨顺向位移的检测，具体涉及一种钢轨温度和位移检测仪。

背景技术

铁路无缝线路的钢轨W，随着一年四季的温度变化，因热胀冷缩的原理，钢轨W内部产生很大的应力，又因钢轨W紧固状态的不同，个别区域的钢轨W会产生顺向爬行(位移)，或者断轨。直接影响行车安全。为了解决这问题，铁路维修部门工人就要随时掌握钢轨W温度，(可以算钢轨内部应力大力)和钢轨W顺向爬行位移。铁道部技术规程对此检测有明确要求。

过去铁路部门对此检测方法落后、费时、费工，还不准确。具体方法是：钢轨温度检测采用接触式温度测量。钢轨W爬行位移检测采用拉线C的办法或光学镜子用眼睛观测的办法。如图1所示。即在钢轨W两侧埋定位桩A，通过定位桩拉线C，在连线的钢轨w上划定位线B(标志线)。每次测量时，通过两桩拉线C(或连线)，用眼睛或光学镜子观察拉线与钢轨上的标志(划线)的距路变化，视为钢轨w顺行爬行位移。此种方法落差大、费时。本发明的仪器可以克服上述缺点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种操作方便、工作安全、检测准确的钢轨温度和位移检测仪，从而实现自动检测、记录、显示检测参数，并可与网络连接，自动进行数据交换。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采取以下方案：

本发明的钢轨温度和位移检测仪，包括位于钢轨边的定位桩，还包括：轨腰定位无源标签、轨腰测量仪、手持遥控器，其中，所述轨腰定位无源标签粘贴于钢轨的轨腰处，该轨腰处与定位桩上的定位线相对应；所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接；所述手持遥控器通过无线通讯信号与轨腰测量仪接通。

其中，所述轨腰定位无源标签包括微波模块、塑料盒，其中，微波芯片安装在塑料盒内，通过环氧树脂密封。

其中，所述轨腰测量仪包括外壳、可移动红色激光定位头、低速马达、数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器、中央处理器、无线通讯模块、接口电路、存储模块，其中，中央处理器与存储模块、无线通讯模块连接，并通过接口电路分别与可移动红色激光定位头、低速马达、数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器连接。

其中，所述手持遥控器包括中央处理器、USB接口、接口电路、天线、无线模块、显示器、键盘、存储模块，其中，中央处理器接USB接口，并通过接口电路分别与无线模块、显示器、键盘、存储模块连接，天线接无线模块。

其中，所述微波模块包括环形天线、与环形天线连接的微波收发处理器。

其中，所述轨腰测量仪外壳上设有凹形定位槽、磁座、矩形孔、圆孔，其中，凹形定位槽位于外壳反面的中央，磁座在外壳反面的中部，圆孔在外壳反面的右上方，矩形孔在外壳正面的中部。

其中，所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接是通过轨腰测量仪背面的磁座与轨腰连接，轨腰测量仪背面凹形槽正好扣在无源标签上。

其中，所述可移动红色激光定位头发出的的红色激光照射在钢轨边定位桩的定位线上。

(三)有益效果

由于采用以上方案，本发明的优点在于：

1、采用轨腰定位无源标签粘贴于钢轨上，解决了两个问题，其一记忆钢轨安装时的初始位置，即起到定位点作用，本发明测得无源标签与轨边定位桩的移动距离，即为钢轨移动距离；其二由于钢轨定位无源标签无源又是有唯一身份号，这样就可利用它的号码在数据库中建立相对应的应用数据。如安装时间、地点、钢轨参数、安装人、维修单位等信息。

2、本发明采用综合的成熟的电子技术完成简便、快速可靠的测量，测量准确、操作方便，构成了综合的便携式仪表，满足铁路部门的使用要求。

3、本发明采用手持遥控器，使测量时，人可离开铁路线路，保证来火车时人员安全；又因遥控器内建有数据库，使测量时，不用人工记录，可事后处理。

附图说明

图1是已有技术钢轨温度和位移的检测的示意图；

图2是本发明钢轨定位无源标签的结构示意图；

图3是本发明钢轨定位无源标签的电原理图；

图4是本发明轨腰测量仪外壳的结构示意图；

图5是本发明轨腰测量仪电原理图；

图6是本发明轨腰测量仪内部结构示意图；

图7是本发明手持遥控器的外部结构示意图；

图8是本发明手持遥控器的电原理图；

图9是本发明安装使用的结构示意图；

图10是本发明轨腰定位无源标签安装示意图；

图11是本发明轨腰测量仪使用的示意图。

图中，W、钢轨，A、定位桩，B、定位桩上的定位线，C、拉线，D、拉线在轨底投影，E、轨底定位线，F、钢板尺，X、钢轨顺向位移尺寸，T、接触式轨温计，1、轨腰定位无源标签外壳，2、天线，3、印制刷电路板I，4、微波芯片，5环形天线，6、微波收发处理器，7、轨腰测量仪外壳，8、凹形定位槽，9、红外测温圆孔，10红激光定位头，11、矩形孔，12、微波读出器，13、数字卡尺，14、低速马达，15、红外线测温头，16、接口电路I，17、中央处理器I，18、存储模块I，19、无线电通讯模块I，20、印制刷电路板II，21、螺钉，22、激光定位头引线，23、马达丝杆，24、数字卡尺尺身，25、数字卡尺引线，26、微波读出器天线，27、可充电电池，28，接口芯片，29、通讯模块天线，30、手持遥控器外壳，31、电池充电孔，32、显示器，33、键盘，34、USB接口，35、无线电通讯模块，36、存储模块II，37、接口电路II，38、中央处理器II，Q、轨腰测量仪，a、红色激光束，C1、钢轨定位无源标签的中心点，a 1、定位点与钢轨的垂线，RF、轨腰定位无源标签，39、手持遥控器电池。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图9，本发明的一种钢轨温度和位移检测仪，由定位桩A、轨腰定位无源标签RF、轨腰测量仪Q、手持遥控器，现将个部件的实施说明如下：

一、轨腰定位无源标签的制造与安装。

参见图2、图3，微波模块4采用市售产品，型号：EM4100数率125HZ。把该微波模块4安装在99mm*54mm*6mm的塑料盒内，并用环氧树脂密封(全部注满)。使之成为无维护设备。参见图10，轨腰定位无源标签RF在钢轨W上安装：首先利用几何原理，利用轨边定位桩A上的定位线A1向钢轨做垂线，在钢轨W腰上记录垂线的垂点(垂足)，该点就是轨腰定位无源标签的中心点C1。以该点为准利用模具在轨腰上划出标签安装外形线。根据此线利用环氧树脂把轨腰定位无源标签粘贴于轨腰处，做为定位标签。

二、轨腰测量仪的制造与使用

轨腰测量仪的制造。参见图4、图5、图6，整个仪表安装在256mm*74mm*80mm塑料盒内。在盒底部中央注有凹形定位槽8。其大小同轨腰定位无源标签1大小一样，两者密贴。右上方有红外线测温圆孔9，盒的正面(盒盖)上方中央开有矩形孔11，使红激光定位头10可在孔内移动，寻找轨边定位桩上的定位线B，完成自动测量。参见图6，轨腰测量仪的所有电子器件、机械部件和模块及马达都安装在一个印制电路板II20上。该印制电路板20固定在盒底部。这里主要部件有：(a)红外线测温头15，型号：TN9，测温范围-50℃-150℃，粘度+2％或-2％。是一体化模块直接数字量输出。(b)红激光定位头10，采用半导体激光器，红可见光。(c)数字卡尺13，型号：HGL，测量范围0-150mm，精度0。01mm。直接数字量输出。(d)低速马达14，25JA3K81C，每分钟500-600转。(e)马达丝杆23为自制，长150mm，粗4mm，丝扣4mm的标准丝扣。(f)微波读出器12，型号：402，读出距离不小10mm。具有标准232接口输出。(g)无线通讯模块I 19，型号：NT-TR01，频率433，92/434，33MHZ(可选)，通讯距离100M，可双向数字通讯。(h)可充电电池27，型号镍氧5#充电电压4。8V，容量1600Mah。(I)中央处理器I17：型号89C51，是整个设备的心脏，主要功能：(1)接收手持遥控器的指令，驱动马达正反转。进而通过丝杆移动红激光定位头，寻找轨边定位桩上的定位线.(2)采集轨腰标签身份号，红外线测温头温度，数字卡尺13位移。(3)通过无线通讯模块I把采集到的信息传输给手持遥控器。

轨腰测量仪的使用，参见图11，首先把轨腰测量仪的背面凹形定位槽对准轨腰定位无源标签RF，把轨腰测量仪放在轨腰部，因轨腰测量仪背面有磁座。因此轨腰测量仪能牢固吸在轨腰部，这时通过手持遥控器控制红色激光束a左右移动，使之红光对准轨边定位桩上的定位线B，调整完毕。这时就可通过手持遥控器自动采集标签身份号，轨腰温度，钢轨顺向位移。最后通过手持遥控器显示存储，完成测量。

三、手持遥控器的制造和使用

手持遥控器的制造如图7所示，手持遥控器外壳30为塑料壳体，长133mm、宽63mm、厚18mm。液晶显示器32为53mm*40mm的点阵显示器，具有显示汉字功能。键盘33为触摸式键盘。电池为镍氧7#型号，电压3.6V，容量为700mAh，可充电。无线通讯模块II 35为NT-TR01型号。中央处理器II38型号为89C51。是整个控制器的心脏，管理遥控器的全部功能。存储模块II36为24C64。容量为128G。手持遥控器具有USB接口34，可与台式机进行双向通讯，传输数据。

手持遥控器的使用，首先打开电源，遥控轨腰测量仪的红激光定位头10横向移动，使之红光对准定位桩上的定位线B，完成定位工作。而后，手持遥控器通过无线方式读取轨腰测量仪测量的数据，最后在显示器32上显示数据和存储数据，以备后查。另外手持遥控器也可随时查询以前的测量数据，供维修分析用。

综上所述，整个仪表使用过程是：参见图9，检测人员到现场后，首先把轨腰测量仪的凹形定位槽8对准轨腰定位无源标签RF，把轨腰测量仪安装在钢轨腰上，由于测量仪有磁座，所以它能牢牢的吸在钢轨W上，这时利用手持遥控器，打开轨腰测量仪的红激光定位头10，发出定位红光，再用手持遥控器调整轨腰测量仪的低速马达14，使红光左右移动，对准轨边定位桩的定位线B，这时按压手持遥控器的检测按钮，手持遥控器就会向轨腰测量仪发出检测命令，轨腰测量仪就会根据命令自动读取钢轨标签的身份号，读取红外线测温头测量数据，读取数字长尺测距数据，测量数据读取完成后，自动生成报文发给手持遥控器。手持摇控器判断数据有效后，通知轨腰测量仪检测成功。同时手持摇控器显示测量数据，存储测量数据，备查，最后手持摇控器可通过USB接口34同系统机连网，进行数据交换。

Claims

1. 一种钢轨温度和位移检测仪，包括位于钢轨边的定位桩，其特征在于还包括：轨腰定位无源标签、轨腰测量仪、手持遥控器，其中，所述轨腰定位无源标签粘贴于钢轨的轨腰处，该轨腰处与定位桩上的定位线相对应；所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接；所述手持遥控器通过无线通讯信号与轨腰测量仪接通。

2. 如权利要求1所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于：所述轨腰定位无源标签包括微波模块、塑料盒，其中，微波模块安装在塑料盒内，通过环氧树脂密封。

3. 如权利要求1所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于：所述轨腰测量仪包括外壳、可移动红色激光定位头、低速马达、数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器、中央处理器、无线通讯模块、接口电路、存储模块，其中，中央处理器与存储模块、无线通讯模块连接，并通过接口电路分别与可移动红色激光定位头、低速马达、数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器连接。

4. 如权利要求1所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于：所述手持遥控器包括中央处理器、USB接口、接口电路、天线、无线模块、显示器、键盘、存储模块，其中，中央处理器接USB接口，并通过接口电路分别与无线模块、显示器、键盘、存储模块连接，天线接无线模块。

5. 如权利要求2所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于：所述微波模块包括环形天线、与环形天线连接的微波收发处理器。

6. 如权利要求3所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于：所述轨腰测量仪外壳上设有凹形定位槽、磁座、矩形孔、圆孔，其中，凹形定位槽位于外壳反面的中央，磁座在外壳反面的中部，圆孔在外壳反面的右上方，矩形孔在外壳正面的中部。

7. 如权利要求1或6所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于：所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接是通过轨腰测量仪背面的磁座与轨腰连接，轨腰测量仪背面凹形槽正好扣在无源标签上。

8. 如权利要求1或6所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于：所述可移动红色激光定位头发出的的红色激光照射在钢轨边定位桩的定位线上。