CN105603841A - 一种无砟轨道沉降监测装置 - Google Patents

一种无砟轨道沉降监测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105603841A
CN105603841A CN201511024652.XA CN201511024652A CN105603841A CN 105603841 A CN105603841 A CN 105603841A CN 201511024652 A CN201511024652 A CN 201511024652A CN 105603841 A CN105603841 A CN 105603841A
Authority
CN
China
Prior art keywords
guide rail
monitoring device
settlement monitoring
fragment orbit
settlement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201511024652.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105603841B (zh
Inventor
秦鹏程
常相辉
樊代和
郭培利
马亚宁
徐勋义
刘子健
张祖豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Urban Rail Information Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201511024652.XA priority Critical patent/CN105603841B/zh
Publication of CN105603841A publication Critical patent/CN105603841A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105603841B publication Critical patent/CN105603841B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/12—Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for measuring movement of the track or of the components thereof under rolling loads, e.g. depression of sleepers, increase of gauge

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无砟轨道沉降监测装置，包括导轨、固定安装在导轨前端的固定板、固定安装在导轨中部的主板以及活动安装在导轨后端可沿导轨轴线滑动的镜架，固定板上设有光检测器，主板上设有激光器、分光镜和第一反射镜，镜架上设有第二反射镜，所述激光器、分光镜、第一反射镜、第二反射镜和光检测器构成迈克尔逊干涉仪；所述镜架通过连接柱与法兰沉降盘相连。本发明的无砟轨道沉降监测装置，通过迈克尔逊干涉仪对无砟轨道的沉降进行实时测量，可测量微米甚至纳米的沉降距离，实现精准感知沉降，监测下沉量的目的。

Description

一种无砟轨道沉降监测装置
技术领域
本发明属于高速铁路无砟轨道沉降检测技术领域，具体涉及一种无砟轨道沉降监测装置。
背景技术
随着中国铁路技术的发展，我国的铁路交通逐渐进入了高铁时代。预计到2020年，中国铁路通过建设高速铁路和客运专线、发展城际客运轨道交通和既有线提速改造，将初步形成以高速铁路和客运专线为主干，连接全国主要大中城市的快速客运网络。
高速铁路由于速度快，其对轨道结构提出了高平顺性和高稳定性的要求。传统的有砟轨道因其稳定性低、易变形且火车经过时容易溅起砂石，不利于火车速度和安全性的提升。目前，稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强的无砟轨道已经逐渐代替有砟轨道成为高速铁路系统的重要组成部分。另一方面，正是因为无砟轨道板刚度大，一旦发生路基的不均匀沉降，将直接影响高速铁路的运营安全。虽然高速铁路要求对地基沉降做相应处理，但无砟轨道铺设后线下构筑物仍有可能发生不均匀沉降。因此，对高速铁路无砟轨道进行沉降测量是必要且重要的。
迈克尔逊干涉仪是光学干涉仪较常见的一种，其原理是：一束入射激光被分为两束，其中一束经一定相位延迟后与另一束发生干涉现象，形成干涉图样。两束光的不同相位差可以通过调节干涉臂的长度来实现，因此其可测量到的微移位的精度在入射激光的波长量级，如果用可见光的话，则为亚微米量级。
发明内容
本发明的目的是解决上述无砟轨道沉降的问题，提供一种基于迈克尔逊干涉仪的无砟轨道沉降监测装置。
本发明的技术方案是：一种无砟轨道沉降监测装置，包括导轨、固定安装在导轨前端的固定板、固定安装在导轨中部的主板以及活动安装在导轨后端可沿导轨轴线滑动的镜架，固定板上设有光检测器，主板上设有激光器、分光镜和第一反射镜，镜架上设有第二反射镜，所述激光器、分光镜、第一反射镜、第二反射镜和光检测器构成迈克尔逊干涉仪；所述镜架通过连接柱与法兰沉降盘相连。
优选地，所述法兰沉降盘安装在套管底部，紧贴轨枕螺栓设置。
优选地，所述无砟轨道沉降监测装置竖直放置，其镜架位于主板上方，导轨垂直于水平面，连接柱与导轨平行。
优选地，所述光检测器与采集单元相连，采集单元与处理单元相连，所述处理单元用于处理采集单元收集的数据。
优选地，所述导轨的数量为二，且平行分布。
优选地，所述镜架通过滑块与导轨活动连接。
本发明的有益效果是：本发明所提供的无砟轨道沉降监测装置，通过迈克尔逊干涉法来监测轨道的微小下沉距离，达到精准感知沉降，监测下沉量的目的；以往的迈克尔逊干涉仪都要对激光进行扩束，这让读数极为不便，而此方法激光不经过扩束，使读数过程大为简化，光检测器得到测量结果，提供了精度保障；通过迈克尔逊干涉仪来监测沉降程度，最后通过采集单元将测得的数据输入处理单元中处理，可实现对轨道沉降的全自动测量，与现有产品相比较，具有测量精度高，自动化程度高，操作简便等优点，并且能够做到实时测量。
附图说明
图1是本发明无砟轨道沉降监测装置的结构示意图；
图2是本发明法兰沉降盘安装示意图。
附图标记说明：1、导轨；2、固定板；3、主板；4、镜架；5、光检测器；6、激光器；7、分光镜；8、第一反射镜；9、第二反射镜；10、连接柱；11、法兰沉降盘；12、套管；13、轨枕螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
如图1和图2所示，本发明的无砟轨道沉降监测装置，包括导轨1、固定板2、主板3和镜架4，导轨1的数量为二，且平行分布；固定板2固定安装在导轨1前端，固定板2上设有光检测器5；主板3固定安装在导轨1中部，主板3上设有激光器6、分光镜7和第一反射镜8；镜架4通过滑块活动安装在导轨1后端，并可沿导轨1轴线滑动，镜架4上设有第二反射镜9；上述激光器6、分光镜7、第一反射镜8、第二反射镜9和光检测器5构成迈克尔逊干涉仪；镜架4通过连接柱10与法兰沉降盘11相连。
在无砟轨道修筑初期，采用钻孔引孔埋设，钻孔垂直，孔深达到硬质稳定层并与该沉降监测装置总长保持一致，孔口应平整密实，在放入该沉降监测装置前，应保证孔底无沉渣、淤泥等，并将该监测装置放置在孔底部，无砟轨道沉降监测装置竖直放置，其镜架4位于主板3上方，导轨1垂直于水平面，连接柱10与导轨1平行，法兰沉降盘11应保持水平。安装时，使连接柱10顶部的法兰沉降盘11位于套管12底部，轨枕螺栓13套上弹簧垫圈，并将螺纹部分涂满铁路专用油脂，旋入预埋套管12中，使得轨枕螺栓13紧贴法兰沉降盘11。光检测器5还与采集单元相连，采集单元与处理单元相连，处理单元用于处理采集单元收集的数据，计算出轨道的沉降距离，数据采集单元和数据处理单元可放置在外部，并通过进入地下的导线与光检测器5相连。
以下对上述无砟轨道沉降监测装置的工作过程作进一步的详细描述，以表示其工作原理：
打开激光器6，通过镜架4的移动，使激光器6射出的激光束经分光镜7变成两束光，这两束光满足相干条件，分别经第一反射镜8和第二反射镜9交汇在光检测器5上形成亮点，调节装置使最亮点居中；当无砟轨道发生沉降时，轨枕螺栓13和法兰沉降盘11随之发生位移，镜架4和第二反射镜9的移动使干涉光发生变化，从而第一反射镜8和第二反射镜9交汇在光检测器5上形成的亮点的强度发生明暗的变化，在该过程中，光检测器5将光的干涉波形通过采集单元输入处理单元，处理单元根据以下公式可计算出轨道的沉降距离ΔL：
ΔL＝2ΔN*λ，
其中，ΔN为干涉波形图中经过波峰(或波谷)的个数，由光检测器5通过光的干涉波形得出；λ为入射激光的波长，该值为一常数，大小仅与激光器6的选择有关。可以看出，适用的激光器的波长越小，则可测得更小的伸长量。通常情况下，如果使用在可见光波段的激光器，其波长值在百纳米的量级，即如果利用我们提出的这种装置，可实现在几微米量级的微小伸长量测量。
本发明的无砟轨道沉降监测装置，通过迈克尔逊干涉仪对无砟轨道的沉降进行实时测量，可测量微米甚至纳米的沉降距离，实现精准感知沉降，监测下沉量的目的。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种无砟轨道沉降监测装置，其特征在于：包括导轨(1)、固定安装在导轨(1)前端的固定板(2)、固定安装在导轨(1)中部的主板(3)以及活动安装在导轨(1)后端可沿导轨(1)轴线滑动的镜架(4)，固定板(2)上设有光检测器(5)，主板(3)上设有激光器(6)、分光镜(7)和第一反射镜(8)，镜架(4)上设有第二反射镜(9)，所述激光器(6)、分光镜(7)、第一反射镜(8)、第二反射镜(9)和光检测器(5)构成迈克尔逊干涉仪；所述镜架(4)通过连接柱(10)与法兰沉降盘(11)相连。
2.根据权利要求1所述的无砟轨道沉降监测装置，其特征在于：所述法兰沉降盘(11)安装在套管(12)底部，紧贴轨枕螺栓(13)设置。
3.根据权利要求2所述的无砟轨道沉降监测装置，其特征在于：所述无砟轨道沉降监测装置竖直放置，其镜架(4)位于主板(3)上方，导轨(1)垂直于水平面，连接柱(10)与导轨(1)平行。
4.根据权利要求1所述的无砟轨道沉降监测装置，其特征在于：所述光检测器(5)与采集单元相连，采集单元与处理单元相连，所述处理单元用于处理采集单元收集的数据。
5.根据权利要求1所述的无砟轨道沉降监测装置，其特征在于：所述导轨(1)的数量为二，且平行分布。
6.根据权利要求1所述的无砟轨道沉降监测装置，其特征在于：所述镜架(4)通过滑块与导轨(1)活动连接。
CN201511024652.XA 2015-12-30 2015-12-30 一种无砟轨道沉降监测装置 Active CN105603841B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511024652.XA CN105603841B (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种无砟轨道沉降监测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511024652.XA CN105603841B (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种无砟轨道沉降监测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105603841A true CN105603841A (zh) 2016-05-25
CN105603841B CN105603841B (zh) 2017-06-16

Family

ID=55984152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511024652.XA Active CN105603841B (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种无砟轨道沉降监测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105603841B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106592355A (zh) * 2016-11-30 2017-04-26 中国科学院半导体研究所 一种测量轨道倾斜角度的装置和方法
CN111561910A (zh) * 2020-05-27 2020-08-21 珠海任驰光电科技有限公司 可调节压差范围的光纤干涉型沉降仪、系统及测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101178303A (zh) * 2007-11-26 2008-05-14 刘洪云 利用激光检测铁路路轨的方法及装置
CN201972063U (zh) * 2011-03-14 2011-09-14 西南交通大学 监测高速铁路结构物沉降的设备
CN102383346A (zh) * 2011-10-09 2012-03-21 石家庄铁道大学 无施工干扰铁路路基沉降测试装置及测试方法
JP2013019759A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Ulvac Japan Ltd 走査型白色干渉計による試料の表面形状の測定方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101178303A (zh) * 2007-11-26 2008-05-14 刘洪云 利用激光检测铁路路轨的方法及装置
CN201972063U (zh) * 2011-03-14 2011-09-14 西南交通大学 监测高速铁路结构物沉降的设备
JP2013019759A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Ulvac Japan Ltd 走査型白色干渉計による試料の表面形状の測定方法
CN102383346A (zh) * 2011-10-09 2012-03-21 石家庄铁道大学 无施工干扰铁路路基沉降测试装置及测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨婧: "路基沉降全方位监测方法与技术的研究", 《中国学位论文全文数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106592355A (zh) * 2016-11-30 2017-04-26 中国科学院半导体研究所 一种测量轨道倾斜角度的装置和方法
CN106592355B (zh) * 2016-11-30 2018-07-27 中国科学院半导体研究所 一种测量轨道倾斜角度的装置和方法
CN111561910A (zh) * 2020-05-27 2020-08-21 珠海任驰光电科技有限公司 可调节压差范围的光纤干涉型沉降仪、系统及测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105603841B (zh) 2017-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Minardo et al. Real-time monitoring of railway traffic using slope-assisted Brillouin distributed sensors
CN102878955B (zh) 一种大直径预制棒偏心率的测量设备及其测量方法
CN102304884B (zh) 一种高速铁路轨道平顺性的检测装置
CN103968804B (zh) 高铁大跨度地基微米沉降低相干光学监测系统及方法
CN101936699B (zh) 摆臂式三维轮廓仪
CN107607044A (zh) 一种基于激光位移传感器的车轮踏面磨耗检测方法
CN103587551B (zh) 传感器直线垂直安装的城轨车辆车轮直径检测装置及方法
CN101476880A (zh) 大口径平面光学元件的面形检测装置和方法
CN102230311B (zh) 一种适用于无砟轨道板的精度检测方法
CN106643557B (zh) 基于共焦显微原理的宏微结合面形测量装置及其测量方法
CN105603841A (zh) 一种无砟轨道沉降监测装置
CN107815935A (zh) 高速铁路轨道几何状态实时监测方法及系统
CN102645165A (zh) 铁路列车行车空间限界激光测量小车系统
CN202614181U (zh) 铁路列车行车空间限界激光测量小车系统
CN104264551A (zh) 一种火箭橇无缝滑轨的铺设调校施工方法
CN202400107U (zh) 铁路轨道动态检测钢轨侧面磨耗检测装置
CN102564333A (zh) 铁路路基动态弯沉测试方法
CN202347376U (zh) 尖轨降低值测量仪
CN204757870U (zh) 一种接触网导高、拉出值检测装置
CN203601294U (zh) 传感器直线垂直安装的城轨车辆车轮直径检测装置
CN105571563A (zh) 一种桥墩沉降测量装置
CN202853583U (zh) 一种大直径预制棒偏心率的测量设备
Wang et al. Development and application of wheel-set lateral displacement test system in high speed railway turnout zone
CN204662187U (zh) 铁路轨道几何状态精密测量系统
CN207029202U (zh) 一种左右轨道间距检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201014

Address after: 12 / F, North building, building 1, No. 32, Fengzhan Road, Yuhuatai District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210012

Patentee after: Nanjing Urban Rail Information Technology Co.,Ltd.

Address before: 610031 Sichuan City, Chengdu Province, No. two North Ring Road, No. 111

Patentee before: SOUTHWEST JIAOTONG University

TR01 Transfer of patent right