CN114184272A - 一种铁路智能路枕 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路智能路枕，包括：路枕本体，路枕本体上设置有安装槽，路枕本体上设置有能够将安装槽与外部空间连通的通槽，光纤传感器，光纤传感器设置在安装槽内，光纤传感器的端部能够穿过通槽，连接光纤，连接光纤与光纤传感器的端部连接，连接光纤设置在铁轨的下方，该铁路智能路枕一方面能够解决光纤分布式传感的需要，减小光纤布设在路枕中的弯曲损耗，并且可以根据测量灵敏度的需要增加振动传感光纤长度；另一方面具有简捷、易于维护的特点，更重要的是，充分考虑到了路轨自动化维护的需要，不增加有砟路轨维护难度。
Description
技术领域
本发明属于智能铁路路枕技术领域，更具体地，涉及一种铁路智能路枕。
背景技术
铁路的路基是整个铁路正常运营最基础的安全保障，它的维护和保养在整个铁路运营中占了相当的比例，对其工作状态的监控是一个长期而且重要的工作。路轨的监测现有的方法主要依靠超声波，电感，以及最新的分布式传感方法，超声波需要将其加载在检测车上，进行全线运行，电感的铺设成本和维护成本过高，所以分布式传感具有很大的应用潜力。对于铺设光纤的方法，一般可以放在路轨及枕木上，人们也提出了各种各样的光纤传感方案。铺设路轨之上的光纤由于铁轨的导热性很强，往往会在夏季加速光纤外防护层的老化，因此，将光纤安装于导热性更差的路枕中显然更加持久。但人们对于在路枕中的布线方案并未考虑上路轨日常维护，特别是自动化维护的需要：铁路在使用一段时期后，对于老式的有砟路轨，需要对其下的基石松动，以保证其减震排水的效果，不经处理的埋设方式将不可避免地产生断纤。更重要的是，路枕的宽度有限，安装于路枕中的光纤往往会因为不合理的布线方式造成较大的弯曲损耗，从而使得分布式传感的监测距离大为缩小，另一方面，对于振动传感光纤，也不利于通过增加路枕中的振动传感光纤长度来提高其测量灵敏度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种铁路智能路枕，该铁路智能路枕一方面能够解决光纤分布式传感的需要，减小光纤布设在路枕中的弯曲损耗，并且可以根据测量灵敏度的需要增加振动传感光纤长度；另一方面具有简捷、易于维护的特点，更重要的是，充分考虑到了路轨自动化维护的需要，不增有砟加路轨维护难度。
为了实现上述目的，本发明提供一种铁路智能路枕，包括：
路枕本体，所述路枕本体上设置有安装槽，所述路枕本体上设置有能够将所述安装槽与外部空间连通的通槽；
光纤传感器，所述光纤传感器设置在所述安装槽内，所述光纤传感器的端部能够穿过所述通槽；
连接光纤，所述连接光纤与所述光纤传感器的端部连接，所述连接光纤设置在铁轨的下方。
可选地，还包括冗余线盒和冗余光纤，所述冗余光纤与所述连接光纤连接，所述冗余光纤设置在所述冗余线盒内，所述冗余线盒设置在路基内。
可选地，所述光纤传感器为光纤光栅或振动光纤传感器。
可选地，所述光纤传感器在所述路枕本体内至少形成一个环形结构。
可选地，所述通槽设置有至少两个，所述通槽处于所述路枕本体的同侧或异侧。
可选地，还包括加强筋，所述光纤传感器连接在所述加强筋上。
可选地，所述加强筋为管状或棒状，所述加强筋与所述路枕本体具有相同的热胀系数，所述光纤传感器设置在所述加强筋内。
可选地，还包括多个普通路枕，多个所述普通路枕分别设置在多个所述铁路智能路枕之间，相邻的所述铁路智能路枕之间的所述连接光纤穿过道钉和铁轨外侧的缝隙，或是直接通过在普通路枕上钻孔的方式通过。
可选地，相邻的两个所述铁路智能路枕之间的间距为10-100m。
可选地，所述冗余光纤为1-10m。
本发明提供一种铁路智能路枕，其有益效果在于：
该铁路智能路枕一方面能够解决光纤分布式传感的需要，减小光纤布设在路枕中的弯曲损耗，并且可以根据测量灵敏度的需要增加振动传感光纤长度；另一方面具有简捷、易于维护的特点，更重要的是，充分考虑到了路轨自动化维护的需要，不增加有砟路轨维护难度。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的单环的结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的多环的结构示意图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的侧视结构示意图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的俯视结构示意图。
图5示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的加强筋的结构示意图。
图6示出了根据本发明的一个实施例的一种智能路枕的使用示意图。
附图标记说明：
1、路枕本体；2、铁轨；3、冗余线盒；4、连接光纤；5、通槽；6、普通路枕；7、光纤传感器；8、加强筋。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的单环的结构示意图；图2示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的多环的结构示意图；图3示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的侧视结构示意图；图4示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的俯视结构示意图；图5示出了根据本发明的一个实施例的一种铁路智能路枕的加强筋的结构示意图；图6示出了根据本发明的一个实施例的一种智能路枕的使用示意图。
如图1-6所示，一种铁路智能路枕，包括：
路枕本体1，路枕本体1上设置有安装槽，路枕本体1上设置有能够将安装槽与外部空间连通的通槽5；
光纤传感器7，光纤传感器7设置在安装槽内，光纤传感器7的端部能够穿过通槽5；
连接光纤4，连接光纤4与光纤传感器7的端部连接，连接光纤4设置在铁轨2的下方。
具体的，通过在路枕本体1上设置安装槽放置光纤传感器7，安装槽位于路枕本体1的底部，通过光纤传感器7监测路枕状态，达到远程实时监控的效果，通过连接光纤4与光纤传感器7连接，传递信号信息，通槽5与光纤传感器7的输入输出端口相配合，能够为为同侧、异侧顺时针、异侧逆时针和四端结构，当连接光纤4与光纤传感器7所在平面位置相差过大，通槽5能够以倾斜的形式保证光纤自然弯曲，增加光纤弯曲的曲率半径，方便与连接光纤4过渡连接，减少插入损耗。
进一步，传感器输入输出端口设于路枕本体1的中部，位于路枕安装时铁轨2的正下方侧面，且光纤传感器7以1-10米为标准定值，方便拿统一计算长度。
在本实施例中，还包括冗余线盒3和冗余光纤，冗余光纤与连接光纤4连接，冗余光纤设置在冗余线盒3内，冗余线盒3设置在路基内。
具体的，通过冗余线盒3避免意外断纤，竖埋于路基之中，在保证其有足够大小，避免弯曲损耗的同时利用上方的铁轨2对其保护。
在本实施例中，光纤传感器7包括光纤光栅或振动光纤传感器。
在本实施例中，光纤传感器7在路枕本体1内至少形成一个环形结构。
具体的，光纤传感器7能够构成单环或多环结构，且光纤传感器7的接头能够设置在同侧或异侧，光纤传感器7与连接光纤4圆滑过渡连接，环的直径接近路枕本体1宽度，减少弯曲损耗，光纤传感器7根据抽头的需要，选择单数或偶数环数，适应不同场地的连接使用，以双环为例，前行同侧为奇数环，异侧为偶数环，反之铁路尽头或监测区域尽头的同侧为偶数环，异侧为单数环。进一步，当光纤传感器7为多个，多个光纤传感器7的均在铁轨2正下方，方便连接和保护。
在本实施例中，通槽5设置有至少两个，通槽5处于路枕本体1的同侧或异侧。
具体的，也可在生产时直接生产为四个通槽，增加适用性。
在本实施例中，还包括加强筋8，光纤传感器7连接在加强筋8上。
在本实施例中，加强筋8为管状或棒状，加强筋8与路枕本体1具有相同的热胀系数，光纤传感器7设置在加强筋8内。
具体的，加强筋8与路枕本体1具有相同的热胀系数，通过监测加强筋8的膨胀变化监测路枕本体1的横向形变，从而分析路枕所在区域的不均匀沉降，同时仍以嵌套环形的方式，保证接口仍在路轨下方，同时安装槽设置在路枕顶面或底面，减少插入损耗且为保证路枕本体1的整体强度，便于更换和维修。
在本实施例中，还包括多个普通路枕6，多个普通路枕6分别设置在多个铁路智能路枕之间，相邻的铁路智能路枕之间的连接光纤4穿过道钉和铁轨2外侧的缝隙，或是直接通过在普通路枕上钻孔的方式通过。
在本实施例中，相邻的两个铁路智能路枕之间的间距为10-100m。
具体的，考虑到成本及机车长度，铁路智能路枕不需要顺次安装，在非桥梁，非沉降区等低风险地区，可以间隔10-100米区间等距安装，以节约施工成本。铺设的过程中，铁路智能路轨的输出首先经过冗余线盒3，然后沿铁轨2底部顺延到下一智能路轨，当经过其它普通路枕6的过程中沿铁轨2外侧，道钉内侧越过铁轨2，布线沿铁轨2下方，以铁轨2遮蔽保护光纤传感器7，或是直接通过在普通路枕上钻孔的方式通过。
在本实施例中，冗余光纤为1-10m。
具体的，冗余线盒3内的冗余光纤预留为1-10米，在初次安装时为定值，方便统计长度
本实施例铁路智能路枕使用时，以铺设铁路智能路枕为例，
铺设铁路智能路枕和铁轨；
使用连接光纤连接相邻的铁路智能路枕。
铺设铁路智能路枕和铁轨包括：
等距间隔铺设铁路智能路枕；
在相邻的铁路智能路枕之间铺设普通路枕；
铺设铁轨。
使用连接光纤连接相邻的铁路智能路枕包括：
根据需要选择铁路智能路枕中光纤传感器与连接光纤的连接点；
在铁轨连接点侧安装冗余线盒。
解决了光纤分布式传感的需要，减小弯曲损耗，且具有简捷、易于维护的特点，充分考虑到了路轨自动化维护的需要，不增加路轨维护难度。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种铁路智能路枕，其特征在于，包括：
路枕本体，所述路枕本体上设置有安装槽，所述路枕本体上设置有能够将所述安装槽与外部空间连通的通槽；
光纤传感器，所述光纤传感器设置在所述安装槽内，所述光纤传感器的端部能够穿过所述通槽；
连接光纤，所述连接光纤与所述光纤传感器的端部连接，所述连接光纤设置在铁轨的下方。
2.根据权利要求1所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，还包括冗余线盒和冗余光纤，所述冗余光纤与所述连接光纤连接，所述冗余光纤设置在所述冗余线盒内，所述冗余线盒设置在路基内。
3.根据权利要求1所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，所述光纤传感器为光纤光栅或振动光纤传感器。
4.根据权利要求3所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，所述光纤传感器在所述路枕本体内至少形成一个环形结构。
5.根据权利要求1所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，所述通槽设置有至少两个，所述通槽处于所述路枕本体的同侧或异侧。
6.根据权利要求1所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，还包括加强筋，所述光纤传感器连接在所述加强筋上。
7.根据权利要求6所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，所述加强筋为管状或棒状，所述加强筋与所述路枕本体具有相同的热胀系数，所述光纤传感器设置在所述加强筋内。
8.根据权利要求1所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，还包括多个普通路枕，多个所述普通路枕分别设置在多个所述铁路智能路枕之间，相邻的所述铁路智能路枕之间的所述连接光纤穿过道钉和铁轨外侧的缝隙，或是直接通过在普通路枕上钻孔的方式通过。
9.根据权利要求8所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，相邻的两个所述铁路智能路枕之间的间距为10-100m。
10.根据权利要求2所述的一种铁路智能路枕，其特征在于，所述冗余光纤为1-10m。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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