CN1059964A - 无衡无开关式动态轨道称重系统 - Google Patents

Abstract

一种称量行进中列车载重的动态轨道称重系 统。用相邻轨枕间无支撑范围内底面按特定分布的 四个点上分别贴有应变片的两根普通铁轨作为力学 传感装置。轨底面上的应变片接成特殊的电桥，当每 轴车轮通过无支撑范围时，传感装置将车轮对铁轨的 压力转换成应变片的组合电桥的输出电压，由计算机 进行采集和处理，构成了一种无开关，无基坑，无特别 秤台和不改动原有轨道基础的动态轨道称重系统。

Description

本发明属于动态轨道衡技术领域。

目前国内现有的动态电子轨道衡，一般都设有特制的秤台和荷载传感器，故须建造基坑、铺设整体道床和配备风雨棚等设施，所以存在着机体重量大，设备造价高，施工周期长等不足之处。

1985年美国有一种动态轨道衡，已批准专利，虽无基坑无荷载传感器，但须依靠一个机械开关来采集有用数据并由另一个辅助抑制器装置来校正称重信号，从力学模型上分析，难于消除精度误差。

本发明的目的是提供一种无称重秤台，无开关，无抑制装置，结构极其简单，造价低廉，适应性强的列车动态连挂称重的轨道称重系统。

参考资料

1、铁道标准化，1981年增刊第12期

2、衡器科技  1981年第2期

3、铁道标准化，1985年第4期

本发明的基本构思是：力学传感装置为两根大于4米长的普通铁轨（17）（18），它的中部有一段约为1.4米左右的无支撑范围，其余部分是正常布置的轨枕（19）（20）。在无支撑范围内，每根铁轨上按特定分布的四个点上分别贴有应变片（1）至（16）。作为传感装置的铁轨（17）（18）与邻轨及轨枕（19）（20）之间是用铁道标准方式正常连接的。传感装置的信号经电阻应变仪放大，然后由计算机进行自动采集和处理。

本发明的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1、2、3、4是根据本发明提出的无衡无开关式的动态轨道称道称重系统的称重系统示意图，应变片电桥电路图和电压波形示意图。

下面结合图1、2、3、4详细说明依据本发明提出的具体系统和细节的工作情况。

本发明由铁轨（17）（18），轨枕（19）（20）和应变片（1）至（16）组成。

作为传感装置的两根铁轨（17）（18）应与安装所在位置的铁道线的轨型一致，长度应大于4米。

两根铁轨（17）（18）的底面上分别贴有八个应变片，（1）至（8）和（9）至（16），或分别贴四个应变片（1）至（8）。

应变片（1）至（16）的分布是：先由两轨底中心线与四条垂直于铁轨（17）（18）的轴线（21）（22）（23）（24）相交的各四个点作为贴片点，分别在外侧各贴四个应变片（1）（2）（3）（4）和（5）（6）（7）（8）;内侧各贴四个应变片（9）（10）（11）（12）和（13）（14）（15）（16）。

轴线（21）（22）的间距为0.35米，（22）（23）为0.4米，（23）（24）为0.35米也是所贴各片的相应间距。无支撑范围为1.4米左右。

两根铁轨（17）（18）的外侧八个应变片（1）（2）（3）（4）和（5）（6）（7）（8）组成一个特殊的电桥（25），它的输出电压U₁作为一个通道的称重信号，该电压的大小可以表达铁轨（17）（18）所承受轮压力的大小，由计算机进行数据采集处理，可以计算出每个车轮对铁轨的压力。

然而电桥（25）的输出电压U₁的大小与铁轨（17）（18）承受的压力的大小呈非线性关系，该关系与压力无支承范围以外的其它复杂的影响以及环境温度的影响等因素有关。为此，可将作为传感装置的两根铁轨（17）（18）底面上的内侧各四个应变片（9）（10）（11）（12）和（13）（14）（15）（16）组成另一个特殊的电桥（34），电桥（34）的输出电压U₂作为另一个通道的信号，对电压U₁进行修正。这里电桥（34）中的（43）（44）为固定电阻，阻值大小等于一个应变片的阻值。电桥（25）与（34）的输出电压U₁和U₂组合成新的电压值，其计算式为：

U＝U₁（1+βU₂×10^-6）

作为称重系统的称重信号，其中β表示为1伏特电压所表达的微应变数。

用电压U表达车轮对铁轨（17）（18）的压力，可使称重精度得以提高。车轮对测力范围（22）（23）内的压力与电压U的关系更接近线性关系。因此，有效地减少了测力范围（21）（24）以外的任何其它复杂力的影响，包括环境温度变化的影响。

本发明称重时每次只称一个轴，即要求无支撑范围小于两相邻车轴的最小距离，大约1.4米左右。当每轴车轮通过无支撑范围时，两个电桥（25）（34）电压组合后的信号U如波形（45），其中（46）（47）、（47）（48）和（48）（49）的各间距长度是对应贴片点的间距尺寸。要求（46）（47）长度与（48）（49）长度相等。真正有意义的数据是（47）（48）间距内的常值信息。

当一列车轮通过无支撑范围时，每个轴产生一个（45）波形，波形之间的距离表达了轴间离距。根据记录车轮到达点（46）和点（49）的时间，可计算出每个车轮的实际速度，进而可计算出实际的轴间距离。这里要求车速是均匀的。因此，根据波形（45）的特征可判断出所称量的轴是否为机车的轴，或是车皮的轴，或是守车的轴，由此来剔除机车和守车的波形（45），最后将每节车的四个轴的称重结果相加得到每节车的重量。

Claims (4)

1、用于称量行进中列车载重的无衡元开关式的动态轨道称重系统，它由铁轨(17)(18)轨枕(19)(20)应变片(1)至(16)组成，其特征在于：称重系统是以在相邻轨枕间无支撑范围内的铁轨底面，按特定分部的四个点分别贴有应变片(1)至(16)的两根普通铁轨(17)(18)作为力学抟感装置。

2、如权利要求1所述的无衡无开关式的动态轨道称重系统的力学传感装置其特征在于：在两根铁轨底面上分别贴有八个应娈片（1）至（16）并分别组成两个不同的特殊电桥（25）（34），电桥输出的信号由计算机采集处理的。

3、如权利要求2所述的无衡无开关式的动态轨道称重系统两个不同的特殊电桥（25）（34）其特征在于：也可以是分别贴有四个应变片（1）至（8）组成不同电桥（34）也可达到精度的一个特殊电桥（25），电桥输出的信号由计算机采集处理。

4、如权利要求1所述的无衡无开关式的动态轨道称重系统，其特征在于：轨道（17）（18）与邻轨之间是按铁道标准方式用鱼尾板相连接的。

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