CN109856239A - 一种道岔区域钢轨组件的断裂监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，由至少两组设置于道岔区域钢轨组件处配套使用的断裂检测单元组成；其中，每组断裂检测单元包括：一用于发射声表面波的声表面波发生器；一用于接收每组断裂检测单元上的声表面波发生器发射的声表面波的声表面波接收器；以及一分别连接声表面波发生器和声表面波接收器的控制器，其用于控制声表面波发生器发射声表面波，并根据声表面波接收器采集的声表面波的强弱判断道岔区域钢轨组件是否断裂。本发明的道岔区域钢轨组件防断监测装置，可实时监测钢轨的断裂风险，灵敏度高，体积小，重量轻；且其粘贴在钢轨上，安全可靠，操作简便。

Description

一种道岔区域钢轨组件的断裂监测装置

技术领域

本发明涉及铁路道岔断裂安全预报领域，尤其涉及一种基于声表面波的无法安装夹具的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置。

背景技术

最近几年，由于经济的快速发展，铁路运输通过不断提速来增加运输能力，然而这对列车的安全运行也提出了更高的要求，繁重的运输任务中难免会对钢轨产生各种损伤，严重威胁着列车的运行安全，因此钢轨的磨损检测受到非常高的重视。

现有用于铁路钢轨检测的方法主要有利用钢轨传递电信号和超声探伤的方法，这些方法对铁路道叉区域的钢轨检测无能为力，不能及时发现道叉区域的钢轨断裂或损伤，且存在如下不便：利用钢轨传送电信号，在道叉区域形成断路，无法检测该区域的钢轨状态；超声探伤虽可发现钢轨的断裂情况，但不能长时间在轨监测，不能及时发现钢轨的断裂和损伤情况；在铁路道叉区域另加电信号检测，可对原在轨传输的信号造成干扰。

目前，针对铁路道岔区域钢轨组件没有专门的断裂检测设施，都是需要人工去现场查勘，这样不但费人工，费力，而且还不容易发现，出现漏检现象。有鉴于此，如今迫切需要设计一种针对铁路道岔区域钢轨组件的断轨监测装置，以便克服现有道岔区域钢轨组件监测存在的上述缺陷。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，可实时监测道岔区域钢轨组件的断裂风险，且其灵敏度高、体积小、重量轻，粘贴在钢轨上，不占空间，不影响列车通行。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于声表面波的无法安装夹具的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，由至少两组设置于道岔区域钢轨组件处配套使用的断裂检测单元组成；其中，每组所述断裂检测单元包括：

一用于发射声表面波的声表面波发生器；

一用于接收每组所述断裂检测单元上的所述声表面波发生器发射的声表面波的声表面波接收器；以及

一分别连接所述声表面波发生器和所述声表面波接收器的控制器，其用于控制所述声表面波发生器发射所述声表面波，并根据所述声表面波接收器采集的所述声表面波的强弱判断所述道岔区域钢轨组件是否断裂。

进一步地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述控制器通过无线方式连接远程控制中心，用于将所述声表面波接收器采集的声表面波数据发送并储存于所述远程控制中心。

进一步地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述断裂检测单元还包括：

一可粘贴固定于所述道岔区域钢轨组件处钢轨上的安装底板；

一设置于所述底板中部的控制盒，所述控制盒内装设有所述控制器；和

两分别设置于所述底板两端的压装盒，所述压装盒位于所述控制盒的两侧位置；其中一所述压装盒内装设有所述声表面波发生器，另一所述压装盒内装设有所述声表面波接收器。

进一步优选地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述声表面波发生器嵌设在所述底板上，所述声表面波发生器和相应的所述压装盒之间设置有弹性块。

进一步优选地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述声表面波接收器嵌设在所述底板上，所述声表面波接收器与相应的所述压装盒之间设置有弹性块。

更进一步优选地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述断裂检测单元还包括：

一包覆于所述声表面波接收器外表面的过渡压块，所述过渡压块嵌设在所述底板上。

进一步优选地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述断裂检测单元还包括：

一设置于所述控制盒上的盒盖，所述盒盖与所述控制盒可拆卸密封连接。

进一步优选地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述控制盒为塑料材质；所述底板、压装盒以及盒盖为铝合金材质。

更进一步地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述弹性块和所述过渡压块采用弹性橡胶材质。

进一步优选地，在所述的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置上，所述断裂检测单元还包括：

一用于为所述控制器、声表面波发生器和声表面波接收器的供电的电池单元；和

一用于根据所述控制器判断的所述道岔区段钢轨组件是否断裂的情况发出警报的报警器。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，由两至少两组断裂检测单元组成，每组断裂检测单元分别设置有声表面波发生器与声表面波接收器，一组断裂检测单元的接收器既可以接收到本断裂检测单元的声表面波，也可以接收到其他组断裂检测单元的声表面波，利用接收到声表面波的强弱来判断钢轨是否断裂；本发明道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，可实时监测钢轨的断裂风险，灵敏度高，体积小，重量轻；且其安全可靠，操作简便，粘贴在钢轨上，不占空间，不影响列车通行，是铁路安全配套的重要设施。

附图说明

图1为本发明一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置在道岔无轨道电路区段的安装示意图；

图2为本发明一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置的整体结构示意图；

图3为本发明一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置装配结构示意图；

图4为本发明一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置的剖视结构示意图；

图5为本发明一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置的侧视结构示意图；

图6为本发明一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置的俯视结构示意图；

其中，各附图标记为：

10-断裂检测单元，11-安装底板，12-控制盒，13-压装盒，14-盒盖，15-控制器，16-弹性块，17-声表面波发生器，18-过渡压块，19-声表面波接收器，20-道岔区域钢轨组件。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

如图1、3和4所示，本实施例提供一种基于声表面波的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，由至少两组设置于道岔区域钢轨组件20处配套使用的断裂检测单元10组成；其中，每组所述断裂检测单元10包括：一用于发射声表面波的声表面波发生器17；一用于接收每组所述断裂检测单元10上的所述声表面波发生器17发射的声表面波的声表面波接收器19；以及一分别连接所述声表面波发生器17和所述声表面波接收器19的控制器15，其用于控制所述声表面波发生器17发射所述声表面波，并根据所述声表面波接收器19采集的所述声表面波的强弱判断所述道岔区域钢轨组件20是否断裂。

本实施例道岔区域钢轨组件的断裂监测装置的检测原理为：由两至少两组断裂检测单元10组成，每组断裂检测单元10分别设置有声表面波发生器17与声表面波接收器19，一组断裂检测单元10的声表面波接收器19既可以接收到本断裂检测单元10的声表面波，也可以接收到其他组断裂检测单元10内声表面波发生器17发射的声表面波，通过控制器15利用接收到的声表面波的强弱来判断钢轨是否断裂。本实施例根据声表面波强弱的比对来判断监测区段是否断裂，能及时发现断裂部位，可以做到预防或及时维修，是一款安全配套的重要设施。

于上述技术方案的基础上，本实施例中，所述控制器15通过无线方式连接远程控制中心，用于将所述声表面波接收器19采集的声表面波数据发送并储存和显示于所述远程控制中心；所述无线方式采用无线通信模块如3G、4G和WIFI通信模块等常规通信方式。具体地，控制器15能把采集到的声表面波数据通过无线发送到远程控制中心的铁路运行网络数据库中，以实现大数据集中处理和远程控制。

如图1-6所示，于上述技术方案的基础上，本实施例中，所述断裂检测单元10还包括：一可粘贴固定于所述道岔区段钢轨组件20处钢轨上的安装底板11；一设置于所述底板11中部的控制盒12，所述控制盒12内装设有所述控制器15；和两分别设置于所述底板11两端的压装盒13，所述压装盒13位于所述控制盒12的两侧位置；其中一所述压装盒13内装设有所述声表面波发生器17，另一所述压装盒13内装设有所述声表面波接收器19。

如图3-4所示，于上述技术方案的基础上，本实施例中，所述声表面波发生器17嵌设在所述底板11上，所述声表面波发生器17和相应的所述压装盒13之间设置有弹性块16。以及所述声表面波接收器19嵌设在所述底板11上，所述声表面波接收器19与相应的所述压装盒13之间设置有弹性块16，弹性块16对声表面波发生器17和声表面波接收器19起到压紧缓冲保护作用。所述声表面波发生器17和声表面波接收器19通过弹性块16压紧嵌设固定在底部11上的通孔内，以使该防断监测装置在使用时所述声表面波发生器17可直接与钢轨接触，提高声表面波发射效率。

如图4所示，于上述技术方案的基础上，本实施例中，所述断裂检测单元10还包括：一包覆于所述声表面波接收器19外表面的过渡压块18，所述过渡压块18嵌设在所述底板11上。具体地，声表面波接收器19完全嵌设在过渡压块18内，所述过渡压块18对声表面波接收器19起到保护作用，该过渡压块18压紧嵌设固定在底部11上的通孔内。

如图2-6所示，于上述技术方案的基础上，本实施例中，所述断裂检测单元10还包括：一设置于所述控制盒12上的盒盖14，所述盒盖14与所述控制盒12可拆卸密封连接。

于上述技术方案的基础上，本实施例中，所述控制盒12为塑料材质；所述底板11、压装盒13以及盒盖14为铝合金材质。所述弹性块16和所述过渡压块18采用弹性橡胶材质。

此外，于上述技术方案的基础上，本实施例中，所述断裂检测单元10还包括：一用于为所述控制器15、声表面波发生器17和声表面波接收器19的供电的电池单元；和一用于根据所述控制器15判断的所述道岔区域钢轨组件20是否断裂的情况发出警报的报警器。电池单元采用锂离子电池，为防断监测装置内的所述控制器15、声表面波发生器17、声表面波接收器19和报警器等各元件供电。该声表面波钢轨断裂监测装置，能实时监测被测钢轨的状态，在道岔区域钢轨组件出现断裂时及时通过现场报警器或通过控制器15向远程控制中心发出危险报警，且该声表面波钢轨断裂监测装置灵敏度高，不会发生错漏报警。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，由至少两组设置于道岔区域钢轨组件(20)处配套使用的断裂检测单元(10)组成；其中，每组所述断裂检测单元(10)包括：

一用于发射声表面波的声表面波发生器(17)；

一用于接收每组所述断裂检测单元(10)上的所述声表面波发生器(17)发射的声表面波的声表面波接收器(19)；以及

一分别连接所述声表面波发生器(17)和所述声表面波接收器(19)的控制器(15)，其用于控制所述声表面波发生器(17)发射所述声表面波，并根据所述声表面波接收器(19)采集的所述声表面波的强弱判断所述道岔区域钢轨组件(20)是否断裂。

2.根据权利要求1所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述控制器(15)通过无线方式连接远程控制中心，用于将所述声表面波接收器(19)采集的声表面波数据发送并储存于所述远程控制中心。

3.根据权利要求1所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述断裂检测单元(10)还包括：

一可粘贴固定于所述道岔区域钢轨组件(20)处钢轨上的安装底板(11)；

一设置于所述底板(11)中部的控制盒(12)，所述控制盒(12)内装设有所述控制器(15)；和

两分别设置于所述底板(11)两端的压装盒(13)，所述压装盒(13)位于所述控制盒(12)的两侧位置；其中一所述压装盒(13)内装设有所述声表面波发生器(17)，另一所述压装盒(13)内装设有所述声表面波接收器(19)。

4.根据权利要求3所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述声表面波发生器(17)嵌设在所述底板(11)上，所述声表面波发生器(17)和相应的所述压装盒(13)之间设置有弹性块(16)。

5.根据权利要求3所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述声表面波接收器(19)嵌设在所述底板(11)上，所述声表面波接收器(19)与相应的所述压装盒(13)之间设置有弹性块(16)。

6.根据权利要求5所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述断裂检测单元(10)还包括：

一包覆于所述声表面波接收器(19)外表面的过渡压块(18)，所述过渡压块(18)嵌设在所述底板(11)上。

7.根据权利要求3所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述断裂检测单元(10)还包括：

一设置于所述控制盒(12)上的盒盖(14)，所述盒盖(14)与所述控制盒(12)可拆卸密封连接。

8.根据权利要求3所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述控制盒(12)为塑料材质；所述底板(11)、压装盒(13)以及盒盖(14)为铝合金材质。

9.根据权利要求6所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述弹性块(16)和所述过渡压块(18)为弹性橡胶材质。

10.根据权利要求3所述的道岔区域钢轨组件的断裂监测装置，其特征在于，所述断裂检测单元(10)还包括：

一用于为所述控制器(15)、声表面波发生器(17)和声表面波接收器(19)的供电的电池单元；和

一用于根据所述控制器(15)判断的所述道岔区域钢轨组件(20)是否断裂的情况发出警报的报警器。