CN113029091A - 一种轨道沉降检测装置以及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种轨道沉降检测装置以及系统，所述轨道沉降检测装置包括检测壳体、浮动升降板、转动升降结构以及检测光纤；所述检测壳体呈立式放置，所述检测壳体内形成有容置腔，所述检测壳体用于设于轨道枕木上；所述浮动升降板活动安装至所述容置腔内，所述浮动升降板将所述容置腔间隔成由上至下依次分布的第一腔段以及第二腔段，所述第二腔段连通至外界供液装置；所述转动升降结构设于所述浮动升降板与所述容置腔的内侧壁之间，使得所述浮动升降板沿上下向螺旋活动；所述检测光纤包括两个检测段，两个所述检测段均处于所述第一腔段内，且所述检测段的两端分别固定连接至所述浮动升降板的上端面与所述第一腔段的内侧壁上。
Description
技术领域
本发明铁路检测装置领域，特别涉及一种轨道沉降检测装置以及系统。
背景技术
随着我国城市化进程，各大城市都在大力修建地铁。然而，现代地铁隧道数量多、且布置相对密集等特点，且列车重量大、运行速度块，运行频率高，容易导致地铁所在的土层产生位移、变形甚至塌方等恶劣影响。现有技术中，对于地铁的沉降监测主要采用全站仪、水准测量和静力水准仪等方法，而地铁往往延展范围极大，大范围的在线监测难度高，且传统做法成本极大。且常用的检测方法容易被列车运行干扰，伤损坏率高，长期稳定性差，需要定期修护。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种轨道沉降检测装置以及系统，旨在解决轨道沉降难以监测的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种轨道沉降检测装置，包括：
检测壳体，呈立式放置，所述检测壳体内形成有容置腔，所述检测壳体用于设于轨道枕木上；
浮动升降板，活动安装至所述容置腔内，所述浮动升降板将所述容置腔间隔成由上至下依次分布的第一腔段以及第二腔段，所述第二腔段连通至外界供液装置；
转动升降结构，设于所述浮动升降板与所述容置腔的内侧壁之间，使得所述浮动升降板沿上下向螺旋活动；以及，
检测光纤，包括两个检测段，两个所述检测段均处于所述第一腔段内，且所述检测段的两端分别固定连接至所述浮动升降板的上端面与所述第一腔段的内侧壁上；
其中，所述轨道枕木发生沉降时，所述检测壳体产生高度变化，所述第二腔段内的液面高度产生变化，所述浮动升降板随液面的高低螺旋活动，所述检测段受力伸缩且扭曲。
可选的，所述转动升降结构包括相互滑动配合设置的滑槽以及筋条，所述滑槽沿上下向螺旋延伸，所述滑槽以及所述筋条中，其中之一设于所述容置腔的内侧壁上，另一设于所述浮动升降板的外侧壁上。
可选的，所述浮动升降板的上端面上贯设有两个过孔，两个所述过孔间隔设置；
所述检测光纤的两端固定安装至所述第一腔段的内侧壁上，所述检测光纤的中部位置依次穿设于两个所述过孔内，所述检测光纤处于所述第一腔段内的部分形成所述检测段。
可选的，两个所述检测段上均设置有光纤光栅应力传感器。
可选的，所述检测光纤处于所述第二腔段内的部分形成一矫正段，所述矫正段上设置有光纤光栅温度传感器。
可选的，所述检测壳体上设有一透明的观测区域，用以观察所述容置腔内的液面高度。
可选的，所述检测光纤为单模光纤。
本发明还一种轨道沉降检测系统，包括：
供液装置，包括供液罐，所述供液罐内容置有液体；
轨道沉降检测装置，包括检测壳体、浮动升降板、转动升降结构以及检测光纤；所述检测壳体呈立式放置，所述检测壳体内形成有容置腔，所述检测壳体用于设于轨道枕木上；所述浮动升降板活动安装至所述容置腔内，所述浮动升降板将所述容置腔间隔成由上至下依次分布的第一腔段以及第二腔段，所述第二腔段连通至外界供液装置；所述转动升降结构设于所述浮动升降板与所述容置腔的内侧壁之间，使得所述浮动升降板沿上下向螺旋活动；所述检测光纤包括两个检测段，两个所述检测段均处于所述第一腔段内，且所述检测段的两端分别固定连接至所述浮动升降板的上端面与所述第一腔段的内侧壁上；其中，所述轨道枕木发生沉降时，所述检测壳体产生高度变化，所述第二腔段内的液面高度产生变化，所述浮动升降板随液面的高低螺旋活动，所述检测段受力伸缩且扭曲；以及，
连接光纤，电性连接至所述检测光纤；
其中，所述轨道沉降检测装置的第二腔段连通至所述供液罐内，使得所述供液罐与所述容置腔形成连通器。
可选的，所述液体包括防冻液。
可选的，所述轨道沉降检测装置设置有多个，多个所述轨道沉降检测装置间隔设置；
多个所述检测光纤均电性并联至所述连接光纤上。
本发明的技术方案中，所述检测壳体安置在轨道枕木上，所述第二腔段连接至外界供液装置，在所述轨道枕木产生沉降时，供液装置恒压供液，导致所述第二腔段内的液面高度产生变化，所述浮动升降板随液面的高低螺旋活动，两个所述检测段均产生伸缩且扭曲，放大所述检测段上的应力改变，且由于所述浮动升降板螺旋活动，列车通过时的震动不易导致浮动升降板活动，精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的轨道升降检测装置的立体结构局部剖视图；
图2为本发明提供的轨道升降检测系统的连接结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
随着我国城市化进程，各大城市都在大力修建地铁。然而，现代地铁隧道数量多、且布置相对密集等特点，且列车重量大、运行速度块，运行频率高，容易导致地铁所在的土层产生位移、变形甚至塌方等恶劣影响。现有技术中，对于地铁的沉降监测主要采用全站仪、水准测量和静力水准仪等方法，而地铁往往延展范围极大，大范围的在线监测难度高，且传统做法成本极大。且常用的检测方法容易被列车运行干扰，伤损坏率高，长期稳定性差，需要定期修护。
本发明提供一种轨道沉降检测系统，所述轨道沉降系统包括轨道沉降监测装置，只要是包含有所述轨道沉降检测装置的轨道沉降检测系统均是本发明的内容，其中，图1至图2为本发明提供的实施例。
请参阅图1，本发明提供一种轨道沉降检测装置100，包括检测壳体1、浮动升降板2、转动升降结构以及检测光纤3；所述检测壳体1呈立式放置，所述检测壳体1内形成有容置腔，所述检测壳体1用于设于轨道枕木上；所述浮动升降板2活动安装至所述容置腔内，所述浮动升降板2将所述容置腔间隔成由上至下依次分布的第一腔段以及第二腔段，所述第二腔段连通至外界供液装置；所述转动升降结构设于所述浮动升降板2与所述容置腔的内侧壁之间，使得所述浮动升降板2沿上下向螺旋活动；所述检测光纤3包括两个检测段31，两个所述检测段31均处于所述第一腔段内，且所述检测段31的两端分别固定连接至所述浮动升降板2的上端面与所述第一腔段的内侧壁上；其中，所述轨道枕木发生沉降时，所述检测壳体1产生高度变化，所述第二腔段内的液面高度产生变化，所述浮动升降板2随液面的高低螺旋活动，所述检测段受力伸缩且扭曲。
本发明的技术方案中，所述检测壳体1安置在轨道枕木上，所述第二腔段连接至外界供液装置，在所述轨道枕木产生沉降时，供液装置恒压供液，导致所述第二腔段内的液面高度产生变化，所述浮动升降板2随液面的高低螺旋活动，两个所述检测段31均产生伸缩且扭曲，放大所述检测段31上的应力改变，且由于所述浮动升降板2螺旋活动，列车通过时的震动不易导致浮动升降板2活动，精度更高。
另外，由于设置由两个所述检测段31，通过两个所述检测段31共同测量所述浮动升降板2的变化，保证所述检测段31测量的准确性。
需要说明的是，所述浮动升降板2的选择为密度小于外界供液装置提供的液体密度，以保证所述浮动升降板2随液面高度变化而升降。
具体的，所述转动升降结构包括相互滑动配合设置的滑槽41以及筋条42，所述滑槽41沿上下向螺旋延伸，所述滑槽41以及所述筋条42中，其中之一设于所述容置腔的内侧壁上，另一设于所述浮动升降板2的外侧壁上。所述筋条42滑动安装至所述滑槽41中，所述浮动升降板2受到浮力时，所述筋条42沿所述滑槽41的延伸方向活动，使得所述浮动升降板2在上下向活动的同时，产生转动，将所述检测段31压缩并扭曲，使得所述检测段31上的应力变化并非单一的压缩量变化，且变化具有规律，便于针对应力的变化进行沉降判断。
进一步的，所述浮动升降板2的上端面上贯设有两个过孔，两个所述过孔间隔设置；所述检测光纤3的两端固定安装至所述第一腔段的内侧壁上，所述检测光纤3的中部位置依次穿设于两个所述过孔内，所述检测光纤处于所述第一腔段内的部分形成所述检测段31。所述检测光纤3穿设在两个所述过孔内，以形成两个所述检测段31，单一光纤即可同时设置两个所述检测段31，保证两个所述检测段31之间统一性，防止由于多种光纤的设置导致检测段31的检测数值差异过大，不便于统计计算。
在本实施例中，两个所述检测段31上均设置有光纤光栅应力传感器。光纤光栅应力传感器可以准确地测出光纤上的应变信息，且可以实现长距离传送信号。
进一步的，所述检测光纤3处于所述第二腔段内的部分形成一矫正段32，所述矫正段32上设置有光纤光栅温度传感器。用以检测处所述第二腔段内液体的温度变化，以矫正由于温度变化导致的液体体积变化、空气变化带来的检测差异。
另外，所述检测壳体1上设有一透明的观测区域，用以观察所述容置腔内的液面高度。以便于后续工作人员循查检测时，直接清楚的观察到内部结构以及液面变化，防止出现漏液点后所述轨道沉降检测装置无法使用的问题。
在本实施例中，所述检测光纤3为单模光纤。商用的所述单模光纤较为成熟，便于实现应力检测或者温度检测，且维护、替换更为便利。
本发明还提供一种轨道沉降检测系统1000，包括上述的所述轨道沉降检测装置100，所述轨道沉降检测系统1000包括上述的轨道沉降检测装置100的全部技术特征，因此，也具有上述全部技术特征带来的技术效果，在此不再一一赘述。
请参阅图2，所述轨道沉降检测系统1000还包括供液装置200以及连接光纤300；所述供液装置200包括供液罐5，所述供液罐5内容置有液体；所述连接光纤300电性连接至所述检测光纤3；其中，所述轨道沉降检测装置100的第二腔段连通至所述供液罐5内，使得所述供液罐5与所述容置腔形成连通器。通过所述供液罐5向所述容置腔内输送液体，便于所述容置腔内的液体体积的变化。
另外，为了保证基准水面不产生变化，所述供液罐5连通至外界输液装置，保证所述供液罐5内液面永远处于同一高度。
进一步的，所述液体包括防冻液。以便于适配多种环境，防止在过冷时液体冻住导致无法升降。
更进一步，所述轨道沉降检测装置100设置有多个，多个所述轨道沉降检测装置间隔设置；多个所述检测光纤2均电性并联至所述连接光纤300上。在本实施例中，多个所述轨道沉降检测装置100均连通至所述供液罐5内，在其中一所述轨道沉降检测装置100高度产生变化后，多个其余所述容置腔以及所述供液罐5内的液体产生灌液，并再次保持平衡，此时发生沉降的所述容置腔内的浮动升降板2产生明显高度变化转动，且与其余的容置腔内的浮动升降板内的液面变化相反。
另外，由于铁路系统往往跨度超长，且具有隧道等设置，为了保证所述供液罐5内与所述容置腔内的气压相等，多个所述第一腔段连通至所述供液罐5内，以保证气压相同，保证液面能够正常变化。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种轨道沉降检测装置，其特征在于，包括：
检测壳体，呈立式放置，所述检测壳体内形成有容置腔，所述检测壳体用于设于轨道枕木上；
浮动升降板，活动安装至所述容置腔内，所述浮动升降板将所述容置腔间隔成由上至下依次分布的第一腔段以及第二腔段，所述第二腔段连通至外界供液装置；
转动升降结构，设于所述浮动升降板与所述容置腔的内侧壁之间，使得所述浮动升降板沿上下向螺旋活动；以及，
检测光纤，包括两个检测段，两个所述检测段均处于所述第一腔段内，且所述检测段的两端分别固定连接至所述浮动升降板的上端面与所述第一腔段的内侧壁上；
其中，所述轨道枕木发生沉降时，所述检测壳体产生高度变化，所述第二腔段内的液面高度产生变化，所述浮动升降板随液面的高低螺旋活动，所述检测段受力伸缩且扭曲。
2.如权利要求1所述的轨道沉降检测装置，其特征在于，所述转动升降结构包括相互滑动配合设置的滑槽以及筋条，所述滑槽沿上下向螺旋延伸，所述滑槽以及所述筋条中，其中之一设于所述容置腔的内侧壁上，另一设于所述浮动升降板的外侧壁上。
3.如权利要求1所述的轨道沉降检测装置，其特征在于，所述浮动升降板的上端面上贯设有两个过孔，两个所述过孔间隔设置；
所述检测光纤的两端固定安装至所述第一腔段的内侧壁上，所述检测光纤的中部位置依次穿设于两个所述过孔内，所述检测光纤处于所述第一腔段内的部分形成所述检测段。
4.如权利要求3所述的轨道沉降检测装置，其特征在于，两个所述检测段上均设置有光纤光栅应力传感器。
5.如权利要求3所述的轨道沉降检测装置，其特征在于，所述检测光纤处于所述第二腔段内的部分形成一矫正段，所述矫正段上设置有光纤光栅温度传感器。
6.如权利要求1所述的轨道沉降检测装置，其特征在于，所述检测壳体上设有一透明的观测区域，用以观察所述容置腔内的液面高度。
7.如权利要求1所述的轨道沉降检测装置，其特征在于，所述检测光纤为单模光纤。
8.一种轨道沉降检测系统，其特征在于，包括：
供液装置，包括供液罐，所述供液罐内容置有液体；
轨道沉降检测装置，为如权利要求1至6中任意一项所述的轨道沉降检测装置；以及，
连接光纤，电性连接至所述检测光纤；
其中，所述轨道沉降检测装置的第二腔段连通至所述供液罐内，使得所述供液罐与所述容置腔形成连通器。
9.如权利要求8所述的轨道沉降检测系统，其特征在于，所述液体包括防冻液。
10.如权利要求8所述的轨道沉降检测系统，其特征在于，所述轨道沉降检测装置设置有多个，多个所述轨道沉降检测装置间隔设置；
多个所述检测光纤均电性并联至所述连接光纤上。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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