CN110144770A - 一种基于rfid技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，该装置包括控制振动复合层、扣压件、压电式压力传感动态标签系统、RFID识别分析系统。所述的控制振动复合层包含4层阻尼约束结构，紧贴钢轨轨腰部位布设；所述的压电式压力传感动态标签系统设置在控制振动复合层的内部；所述的扣压件通过螺栓连接将控制振动复合层紧贴钢轨轨腰；所述的RFID识别分析系统设置在列车上；可通过调整控制振动复合层各层材料的刚度、阻尼和质量来实现横向和垂向调谐减振，通过RFID技术实现对该装置工作状态的实时监测。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通振动与噪声控制领域，具体涉及一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置。
背景技术
截止到2018年底，我国轨道交通运营总里程13.1万公里，位居世界第二。许多铁路往往穿越住宅区、医院、工业区等敏感区域，由列车的高速行驶而引发的振动与噪声问题始终困扰着沿线人们的生活与工作。钢轨振动与噪声是轨道结构的振动源与噪声源，由钢轨表面不平顺作为激励产生高频振动与噪声，其中振动向下部结构传递，会影响下部轨道结构的工作寿命；噪声向空中辐射会产生刺耳的高频结构噪声。
一般的钢轨振动控制措施，如钢轨质量阻尼器，它只针对钢轨振动峰值频段进行定频降低，大量试验证明这也会导致钢轨其他频段的振动响应有所增大；现阶段针对敏感区域大量布设的钢轨减振措施并没有进行快速实时的效果监测，导致我们并不完全清楚采用该措施所带来的实际减振效果。针对现有钢轨减振措施的上述缺陷，我们亟需一种满足钢轨宽频减振以及对减振措施工作状态的实时监测要求的综合处理措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，以克服现有技术的不足，尤其是扩展钢轨的宽频减振、同时对减振措施工作状态的实时监测。
本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：
一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，该装置包括控制振动复合层、扣压件、压电式压力传感动态标签系统、RFID识别分析系统。所述的控制振动复合层包含4层阻尼约束结构，紧贴钢轨轨腰部位布设；所述的压电式压力传感动态标签系统设置在控制振动复合层的内部；所述的扣压件通过螺栓连接将控制振动复合层紧贴钢轨轨腰；所述的RFID识别分析系统设置在列车上；可通过调整控制振动复合层各层材料的刚度、阻尼和质量来实现横向和垂向调谐减振，通过RFID技术实现对该装置工作状态的实时监测。
作为优选的设计方案，所述的控制振动复合层包含4层阻尼约束结构，由轨腰向外侧分别为橡胶层、钢板、蜂窝板和铝板。
作为优选的设计方案，所述的压电式压力传感动态标签系统采用压电式压力传感器，通过感知控制振动复合层内压力变化使压电式压力传感器产生变化电流来激发标签产生动态的可识别数据。
作为优选的设计方案，所述的扣压件是在钢轨两侧设置分离式扣压板，通过螺栓使两个扣压板紧固振动复合层，通过在轨下设置两个圆孔的轨下垫块，圆孔直径比螺栓略大。
作为优选的设计方案，所述的RFID识别分析系统包含射频装置和数据分析端口，通过射频装置发射特定频率射频信号识别压电式压力传感动态标签系统的相关数据，经过数据分析端口对该装置工作性能进行分析。
本发明的优点在于：
（1）采用的控制振动复合层，可通过多层不同刚度、阻尼和质量的结构达到宽频控制振动的目的，可将钢轨振动向外辐射的波经过多层结构的传递以及反射进行阻尼耗能，进一步减小钢轨的振动高频噪声。
（2）压电式压力传感动态标签系统可以通过压电式压力传感器电流的变化快捷反映该装置工作状态。
（3）RFID识别分析系统，采用无线射频技术采集压电式压力传感动态标签系统的动态数据方便对该装置工作状态的监测。
附图说明
为了更清楚的说明本专利实施例的技术方案，特绘制下述图片并加以介绍。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的整体结构前视剖面图；
图3是本发明的工作状态监测原理示意图；
图4是本发明的实施例2结构示意图。
附图标记汇总：100-控制振动复合层，110-橡胶层，120-钢板，130-蜂窝板，140-铝板，200-扣压件，210-螺栓，220-轨下垫块，300-压电式压力传感动态标签系统，310-压电式压力传感器，320-动态标签，400- RFID识别分析系统，410-射频装置，420-数据分析端口。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明做详细说明，下面介绍的实施例只是本发明的一部分实施例。在本发明实施例的基础之上，本领域人员在没有做出其他创造性劳动的前提下所得的实施例都在本发明保护的范围之内。
实施例1：
如图1-3所示，本发明实施例提供了一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，该装置包括控制振动复合层100、扣压件200、压电式压力传感动态标签系统300、RFID识别分析系统400。所述的控制振动复合层100包含4层阻尼约束结构，紧贴钢轨轨腰部位布设；所述的压电式压力传感动态标签系统300设置在控制振动复合层100的内部；所述的扣压件200通过螺栓210连接将控制振动复合层100紧贴钢轨轨腰；所述的RFID识别分析系统400设置在列车上；可通过调整控制振动复合层100各层材料的刚度、阻尼和质量来实现横向和垂向调谐减振，通过RFID技术实现对该装置工作状态的实时监测。
如图2所示，控制振动复合层100采用4层阻尼约束结构，由轨腰向外侧分别设置为橡胶层110、钢板120、蜂窝板130和铝板140，各层之间通过粘结剂连接，由扣压件紧固在钢轨轨腰部位。
如图3所示，压电式压力传感动态标签系统300设置在控制振动复合层100的内部；当钢轨振动时，引起控制振动复合层100各层结构之间产生相对位移，进而引起压电式压力传感器310产生变化电流来激发动态标签320产生动态的可识别数据。
如图3所示，RFID识别分析系统400包含射频装置410和数据分析端口420，通过射频装置410发射特定频率射频信号识别压电式压力传感动态标签系统300的相关数据，经过数据分析端口420对该装置工作性能进行分析。
实施例2：
本实施例中，该装置去掉扣压件200，将控制振动复合层100直接用高强粘合剂敷于钢轨轨腰部位，如图4所示，其余方案同实施例1。
上述对实施例的描述不用于限制本发明的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，凡是对本发明所做的修改和变化都在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，其特征在于：该装置包括控制振动复合层（100）、扣压件（200）、压电式压力传感动态标签系统（300）、RFID识别分析系统（400）；所述的控制振动复合层（100）包含4层阻尼约束结构，紧贴钢轨轨腰部位布设；所述的压电式压力传感动态标签系统（300）设置在控制振动复合层（100）的内部；所述的扣压件（200）通过螺栓（210）连接将控制振动复合层（100）紧贴钢轨轨腰；所述的RFID识别分析系统（400）设置在列车上；可通过调整控制振动复合层（100）各层材料的刚度、阻尼和质量来实现横向和垂向调谐减振，通过RFID技术实现对该装置工作状态的实时监测。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，其特征在于：所述的控制振动复合层（100）采用4层阻尼约束结构，由轨腰向外侧分别设置为橡胶层（110）、钢板（120）、蜂窝板（130）和铝板（140），各层之间通过粘结剂连接，由扣压件（200）紧固在钢轨轨腰部位。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，其特征在于：所述的压电式压力传感动态标签系统（300）设置在控制振动复合层（100）的内部；当钢轨振动时，引起控制振动复合层（100）各层结构之间产生相对位移，进而引起压电式压力传感器（310）产生变化电流来激发动态标签（320）产生动态的可识别数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于RFID技术实时自感知钢轨调谐质量阻尼装置，其特征在于：所述的RFID识别分析系统（400）包含射频装置（410）和数据分析端口（420），通过射频装置（410）发射特定频率射频信号识别压电式压力传感动态标签系统（300）的相关数据，经过数据分析端口（420）对该装置工作性能进行分析。
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