CN113514662A - 一种铁路沿线风沙监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路沿线风沙监控系统及方法，针对本发明铁路沿线风沙监控系统来说，包括：进风管，扩孔风嘴，壳体，翻沙斗，沙槽，沙杯，弹簧，距离传感器，开关，电磁铁，永磁铁，距离传感器每次感应，都会使计数器记一次数。针对本发明监控方法来说，具体包括如下步骤：S1：基于资料搜集和现场调研，通过详细的统计分析，掌握铁路沿线地质条件、地形地貌、大风天数、平均风速、极大风速、主导风向、风沙流颗粒级配的数据资料；S2：根据数据资料，选择规格相匹配的铁路沿线风沙监控系统对不同铁路路段沿线风沙情况进行实时监控；S3：使用终端实时获得一段时间内计数器传输的数据。本发明有利于实时监控风沙灾害。

Description

一种铁路沿线风沙监控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种铁路沿线风沙监控系统。

本发明还涉及铁路沿线风沙监控方法。

背景技术

铁路沿线的风沙对于铁路运输易产生危害，需要对铁路沿线风沙情况进行实时监控，目前的铁路沿线风沙监控所用设备成本高，安装不方便，不利于实时监控铁路沿线风沙情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁路沿线风沙监控系统，其能够实时记录风沙情况，估算风沙量，可以安装在铁路沿线，对铁路沿线的风沙情况进行实时监控。

本发明的另一个目的是提供一种铁路沿线风沙监控方法，能够有效，实时监控铁路沿线风沙情况。

为达到上述目的而采用了一种铁路沿线风沙监控系统：包括：进风管，安装在进风管进风口的扩孔风嘴；进风管伸入壳体内，进风管的出口导向一个翻沙斗，翻沙斗具有沿其自身中线中心对称的沙槽，沙槽中连接一个可上下滑动的沙杯，沙杯底部设置弹簧；弹簧上端连接沙杯，下端连接沙槽底壁，沙槽底壁设置有一个距离传感器，当沙杯下滑至一个距离限值时，触发距离传感器，控制开关断电，开关控制一个电磁铁失去磁性，电磁铁在失去磁性之前与一个永磁铁异性相吸，永磁铁固定在沙槽一侧，电磁铁固定在壳体内，距离传感器还电连接一个计数器，距离传感器每次感应，都会使计数器记一次数，计数器传输数据至一个终端，沙槽中间销轴连接在壳体内，在电磁铁与永磁铁相吸时，保持平衡，在电磁铁失去磁性后，可发生转动，在沙杯位于距离限值之外后，触发距离传感器控制开关给电磁铁通电。

由于使用了一个可上下滑动的沙杯，风带动沙子由扩孔风嘴进入进风管，由进风管进入翻沙斗的沙槽内的沙杯中，由于积累的沙子越来越多，重量增加，沙杯挤压弹簧向下滑动，直至移动到触发距离传感器的距离限值，距离传感器控制开关断电，使电磁铁失去磁性，而不能与设置在沙槽一侧的永磁铁相吸，由于翻沙斗装了沙子的一侧比未装沙子的一侧重，会引起翻沙斗的旋转，使装了沙子的沙杯翻转后，朝下抛出沙子，此时弹簧推动沙杯倾倒沙子，而且使沙杯远离距离传感器，达到距离限值之外，此时距离传感器检测不到沙杯后，重新接通开关，恢复电磁铁的磁性，电磁铁的磁性恢复后继续与另一侧沙槽的永磁铁相吸引，保持翻沙斗的平衡，翻沙斗继续装沙，进入翻转运动的循环，此时风速越大，进入翻沙斗中的沙子就越多，单位时间内，翻沙斗的翻转次数就越多，计数器的计数就越大，从而可以根据一段时间内计数器的累加最大值，判断，哪个铁路路段的风沙灾害更加严重，从而方便即时制订就灾策略。

作为本发明铁路沿线风沙监控系统进一步的改进，扩孔风嘴的内壁横截面呈非对称形。

非对称形，使沙子沿扩孔风嘴的内壁下滑时，具有的动力不一样，防止扩孔风嘴处的沙子受力均匀，而堵塞扩口风嘴。

作为本发明铁路沿线风沙监控系统进一步的改进，进风管呈螺旋状。

螺旋状的进风管，增加风流过的路程，以降低风速。

作为本发明铁路沿线风沙监控系统进一步的改进，出口与竖向成30度至60度夹角。

倾斜角，利于将沙子导向翻沙斗的沙槽中。

作为本发明铁路沿线风沙监控系统进一步的改进，壳体下部为一个“人”字形出沙口。

有利于沙子倾倒后流出壳体，“人”字形的下部，不易聚集沙子，而引起堵塞。

作为本发明铁路沿线风沙监控系统进一步的改进，壳体底部设三脚支架，三脚支架上有一个可转动的底座，壳体固定在底座上，底座上设有限制自身转动的限位螺栓。

三脚支架有利于垫平，和升高壳体，调整壳体到最适合的高度，底座旋转，可以调节适宜的迎风角度。

作为本发明铁路沿线风沙监控系统进一步的改进，出沙口末端设有圆柱形导向块；

圆柱形导向块防止出沙口倒灌风沙。

作为本发明铁路沿线风沙监控系统进一步的改进，沙槽中间设有拦沙板。

防止沙子落入至翻沙斗的另一侧。

针对本发明铁路沿线风沙监控方法来说，具体包括如下步骤：

S1：基于资料搜集和现场调研，通过详细的统计分析，掌握铁路沿线地质条件、地形地貌、大风天数、平均风速、极大风速、主导风向、风沙流颗粒级配的数据资料；

S2：根据数据资料，选择规格相匹配的铁路沿线风沙监控系统对不同铁路路段沿线风沙情况进行实时监控；

S3：使用终端实时获得一段时间内计数器传输的数据，统计此段时间内沙槽倾倒的次数，类比S1中的统计数据，估算实时状态下的平均风速、极大风速。

作为本发明铁路沿线风沙监控方法来说，沿铁路沿线布设多个铁路沿线风沙监控系统，在实时估算时，去掉误差大的铁路沿线风沙监控系统所发送的数据后，再进行实时估算，估算时可取平均数估算，或累加最大值估算，哪个铁路路段遭遇风沙灾害最大，从而便于制定处理风沙灾害的即时计划。

本发明估算风沙时，可以固定沙杯装载沙子的重量，弹簧被压缩到哪个位置，可以算出弹力，反算沙子的重力，得到每杯沙子的质量，由数据资料，估算，单位时间内，或一段时间内，沙杯倾倒沙子的总质量，推算单位时间内，单位面积内的风沙量，可以推知风沙速度，了解风沙灾害的情况

本发明能够实时记录风沙情况，估算风沙量，可以安装在铁路沿线，对铁路沿线的风沙情况进行实时监控。

附图说明

图1为本发明剖切结构示意图。

附图标记：1、进风管；11、出口；2、扩孔风嘴；3、壳体；31、出沙口；32、三脚支架；33、底座；34、限位螺栓；35、圆柱形导向块；4、翻沙斗；41、沙槽；42、沙杯；43、弹簧；44、拦沙板；5、距离传感器；6、开关；7、电磁铁；8、永磁铁；9、计数器；10、终端。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种铁路沿线风沙监控系统：包括：进风管1，安装在进风管1进风口的扩孔风嘴2；进风管1伸入壳体3内，进风管1的出口11导向一个翻沙斗4，翻沙斗4具有沿其自身中线中心对称的沙槽41，沙槽41中连接一个可上下滑动的沙杯42，沙杯42底部设置弹簧43；弹簧43上端连接沙杯42，下端连接沙槽41底壁，沙槽41底壁设置有一个距离传感器5，当沙杯42下滑至一个距离限值时，触发距离传感器5，控制开关6断电，开关6控制一个电磁铁7失去磁性，电磁铁7在失去磁性之前与一个永磁铁8异性相吸，永磁铁8固定在沙槽41一侧，电磁铁7固定在壳体3内，距离传感器5还电连接一个计数器9，距离传感器5每次感应，都会使计数器9记一次数，计数器9传输数据至一个终端10，沙槽41中间销轴连接在壳体3内，在电磁铁7与永磁铁8相吸时，保持平衡，在电磁铁7失去磁性后，可发生转动，在沙杯42位于距离限值之外后，触发距离传感器5控制开关6给电磁铁7通电。

由于使用了一个可上下滑动的沙杯42，风带动沙子由扩孔风嘴2进入进风管1，由进风管1进入翻沙斗4的沙槽41内的沙杯42中，由于积累的沙子越来越多，重量增加，沙杯42挤压弹簧43向下滑动，直至移动到触发距离传感器5的距离限值，距离传感器5控制开关6断电，使电磁铁7失去磁性，而不能与设置在沙槽41一侧的永磁铁8相吸，由于翻沙斗4装了沙子的一侧比未装沙子的一侧重，会引起翻沙斗4的旋转，使装了沙子的沙杯4翻转后，朝下抛出沙子，此时弹簧43推动沙杯4倾倒沙子，而且使沙杯4远离距离传感器5，达到距离限值之外，此时距离传感器5检测不到沙杯4后，重新接通开关6，恢复电磁铁7的磁性，电磁铁7的磁性恢复后继续与另一侧沙槽41的永磁铁8相吸引，保持翻沙斗4的平衡，翻沙斗4继续装沙，进入翻转运动的循环，此时风速越大，进入翻沙斗4中的沙子就越多，单位时间内，翻沙斗4的翻转次数就越多，计数器的计数就越大，从而可以根据一段时间内计数器的累加最大值，判断，哪个铁路路段的风沙灾害更加严重，从而方便即时制订就灾策略。

本实施例中，两侧都设置了电磁铁7和永磁铁8和开关6，通过电线连接，电线留长，方便翻沙斗4旋转。距离传感器5设置在翻沙斗4内部，可以防止沙子的干扰。

在本实施例中，扩孔风嘴2的内壁横截面呈非对称形。

非对称形，使沙子沿扩孔风嘴2的内壁下滑时，具有的动力不一样，防止扩孔风嘴2处的沙子受力均匀，而堵塞扩口风嘴2

在本实施例中，进风管1呈螺旋状。

螺旋状的进风管1，增加风流过的路程，以降低风速。

在本实施例中，出口11与竖向成30度至60度夹角。

倾斜角，利于将沙子导向翻沙斗4的沙槽41中。

在本实施例中，壳体3下部为一个“人”字形出沙口31。

有利于沙子倾倒后流出壳体3，“人”字形的下部，不易聚集沙子，而引起堵塞。

在本实施例中，壳体3底部设三脚支架32，三脚支架32上有一个可转动地底座33，壳体3固定在底座33上，底座33上设有限制自身转动的限位螺栓34。

三脚支架32有利于垫平，和升高壳体3，调整壳体3到最适合的高度，底座33旋转，可以调节适宜的迎风角度。三脚支架32的3个支腿都是铰接，可以上下转动，有利于调平和调高低。

在本实施例中，出沙口31末端设有圆柱形导向块35；

圆柱形导向块35防止出沙口31倒灌风沙。

在本实施例中，沙槽41中间设有拦沙板44。

防止沙子落入至翻沙斗4的另一侧。

实施例2

本发明铁路沿线风沙监控方法，具体包括如下步骤：

S1：基于资料搜集和现场调研，通过详细的统计分析，掌握铁路沿线地质条件、地形地貌、大风天数、平均风速、极大风速、主导风向、风沙流颗粒级配的数据资料；

S2：根据数据资料，选择规格相匹配的铁路沿线风沙监控系统对不同铁路路段沿线风沙情况进行实时监控；

S3：使用终端10实时获得一段时间内计数器9传输的数据，统计此段时间内沙槽41倾倒的次数，类比S1中的统计数据，估算实时状态下的平均风速、极大风速。

在本实施例中，沿铁路沿线布设多个铁路沿线风沙监控系统，在实时估算时，去掉误差大的铁路沿线风沙监控系统所发送的数据后，再进行实时估算，估算时可取平均数估算，或累加最大值估算，哪个铁路路段遭遇风沙灾害最大，从而便于制定处理风沙灾害的即时计划。

本发明估算风沙时，可以固定沙杯装载沙子的重量，弹簧被压缩到哪个位置，可以算出弹力，反算沙子的重力，得到每杯沙子的质量，由数据资料，估算，单位时间内，或一段时间内，沙杯倾倒沙子的总质量，推算单位时间内，单位面积内的风沙量，可以推知风沙速度，了解风沙灾害的情况

本发明能够实时记录风沙情况，估算风沙量，可以安装在铁路沿线，对铁路沿线的风沙情况进行实时监控。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路沿线风沙监控系统：包括：进风管(1)，安装在进风管(1)进风口的扩孔风嘴(2)；所述进风管(1)伸入壳体(3)内，进风管(1)的出口(11)导向一个翻沙斗(4)，其特征在于，所述翻沙斗(4)具有沿其自身中线中心对称的沙槽(41)，所述沙槽(41)中连接一个可上下滑动的沙杯(42)，所述沙杯(42)底部设置弹簧(43)；弹簧(43)上端连接沙杯(42)，下端连接沙槽(41)底壁，所述沙槽(41)底壁设置有一个距离传感器(5)，当沙杯(42)下滑至一个距离限值时，触发距离传感器(5)，控制开关(6)断电，所述开关(6)控制一个电磁铁(7)失去磁性，电磁铁(7)在失去磁性之前与一个永磁铁(8)异性相吸，所述永磁铁(8)固定在所述沙槽(41)一侧，所述电磁铁(7)固定在壳体(3)内，所述距离传感器(5)还电连接一个计数器(9)，所述距离传感器(5)每次感应，都会使计数器(9)记一次数，所述计数器(9)传输数据至一个终端(10)，所述沙槽(41)中间销轴连接在壳体(3)内，在电磁铁(7)与所述永磁铁(8)相吸时，保持平衡，在电磁铁(7)失去磁性后，可发生转动，在沙杯(42)位于所述距离限值之外后，触发所述距离传感器(5)控制开关(6)给电磁铁(7)通电。

2.根据权利要求1所述的铁路沿线风沙监控系统，其特征在于，所述扩孔风嘴(2)的内壁横截面呈非对称形。

3.根据权利要求1所述的铁路沿线风沙监控系统，其特征在于，所述进风管(1)呈螺旋状。

4.根据权利要求1所述的铁路沿线风沙监控系统，其特征在于，所述出口(11)与竖向成30度至60度夹角。

5.根据权利要求1所述的铁路沿线风沙监控系统，其特征在于，所述壳体(3)下部为一个“人”字形出沙口(31)。

6.根据权利要求1所述的铁路沿线风沙监控系统，其特征在于，所述壳体(3)底部设三脚支架(32)，三脚支架(32)上有一个可转动地底座(33)，所述壳体(3)固定在底座(33)上，所述底座(33)上设有限制自身转动的限位螺栓(34)。

7.根据权利要求5所述的铁路沿线风沙监控系统，其特征在于，所述出沙口(31)末端设有圆柱形导向块(35)。

8.根据权利要求1所述的铁路沿线风沙监控系统，其特征在于，所述沙槽(41)中间设有拦沙板(44)。

9.一种采用权利要求1所述的铁路沿线风沙监控系统的监控方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1：基于资料搜集和现场调研，通过详细的统计分析，掌握铁路沿线地质条件、地形地貌、大风天数、平均风速、极大风速、主导风向、风沙流颗粒级配的数据资料；

S2：根据数据资料，选择规格相匹配的铁路沿线风沙监控系统对不同铁路路段沿线风沙情况进行实时监控；

S3：使用终端(10)实时获得一段时间内计数器(9)传输的数据，统计此段时间内沙槽(41)倾倒的次数，类比S1中的统计数据，估算实时状态下的平均风速、极大风速。

10.根据权利要求9所述的铁路沿线风沙监控系统的监控方法，其特征在于，沿铁路沿线布设多个铁路沿线风沙监控系统，在实时估算时，去掉误差大的铁路沿线风沙监控系统所发送的数据后，再进行实时估算。

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