CN204594411U - 铁路路基坍塌传感检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路路基坍塌传感检测装置，它包括固定底座、防水耐腐蚀的壳体和GPS定位模块，固定底座通过螺栓固定于铁路的路基上，特征是：在壳体内的右端固定有可变圆柱形电容器和不可变圆柱形电容器，内置弹簧抵住不可变圆柱形电容器和壳体的右端内壁之间，圆柱形测量杆的左端与可变圆柱形电容器的右表面相接触，测量接触片固定在圆柱形测量杆的右端并用螺丝固定于铁路的枕木上；在壳体内的左端固定有高频电源模块室、直流电源模块室、集成控制电路板、GPS定位模块室。本实用新型通过位移传感器能监测铁路路基的高度，当路基发生坍塌时位移传感器超过所设定的阈值，此时驱动GPS定位模块工作，及时发送报警信息至有关部门。

Description

铁路路基坍塌传感检测装置

技术领域

本实用新型涉及传感检测报警装置，尤其涉及一种通过检测位移监测铁路路基坍塌的报警装置。

技术背景

我国铁路已达11万公里，安全是铁路运输的生命线。铁路路基坍塌每年给我国铁路运输带来了严重的经济损失，并威胁到乘客的生命安全。

目前，铁路路基坍塌的检测并没有一套有效的检测装置，一般是通过人工的监测方法定时地通过水准仪来检测路基高度。此方法不仅耗时耗力，而且对于铁路路基坍塌的突发不能及时有效地报警，并且报警的位置也不能进行精确测定。所以，设计出能够检测铁路路基坍塌并能及时发送报警信息的装置是十分必要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种通过位移传感器监测铁路路基坍塌的检测装置，该位移传感器能监测铁路路基的高度，当发生坍塌时且位移传感器超过所设定的阈值，此时驱动GPS定位模块工作，并及时发送报警信息至有关部门。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种铁路路基坍塌传感检测装置，包括固定底座、防水耐腐蚀的壳体和GPS定位模块，固定底座通过螺栓固定于铁路的路基上，特征是：在固定底座和防水耐腐蚀的壳体左端外壁之间固定有能调整固定底座高度的可伸缩支座，在壳体内的右端固定有两个平行放置的可变圆柱形电容器和不可变圆柱形电容器，内置弹簧的左端端面抵住不可变圆柱形电容器的右边，内置弹簧的右端固定在圆柱形测量杆的中部以产生弹力作用，内置弹簧的右端抵住在壳体的右端内壁，圆柱形测量杆的左端通过内置弹簧的弹力作用与可变圆柱形电容器的右表面相接触，圆柱形测量杆的右端向右依次穿过不可变圆柱形电容器和内置弹簧并穿出壳体外，测量接触片固定在圆柱形测量杆的右端并用螺丝固定于铁路的枕木上，可变圆柱形电容器、不可变圆柱形电容器、内置弹簧、圆柱形测量杆和测量接触片构成位移传感器；在壳体内的左端固定有高频电源模块室、直流电源模块室、集成控制电路板、GPS定位模块室，在高频电源模块室内设有高频电源，高频电源给可变圆柱形电容器和不可变圆柱形电容器供电，在直流电源模块室中设有给位移传感器电路和GPS定位模块驱动电路供电的直流电源电路，在集成控制电路板上设有位移传感器电路，在GPS模块室中设有GPS模块驱动电路。

工作原理：

本实用新型的固定底座用螺母固定于铁路的路基上，可通过可伸缩支座调整高度使测量接触片能够固定于铁路的枕木上。第1发光二极管正常发光，表示位移传感器电路工作正常，此时第2发光二极管不发光。当路基发生坍塌时，枕木下沉，测量接触片与圆柱形测量杆发生位移，导致圆柱形测量杆与可变圆柱形电容器间的接触面积改变，从而可变圆柱形电容器的电容值发生变化，此时位移传感器电路检测到电容值的变化，当超过所设定的阈值范围时，GPS定位模块驱动电路驱动GPS定位模块工作，并发送定位信息。

因此，本实用新型通过位移传感器能监测铁路路基的高度，当路基发生坍塌时位移传感器超过所设定的阈值，此时驱动GPS定位模块工作，及时发送报警信息至有关部门。本实用新型安装简单，可靠性高，并具有及时定位报警的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的位移传感器、GPS模块驱动电路的电路图。

具体实施方式：

    下面结合实施例并对照附图对本实用新型做进一步详细说明。

一种铁路路基坍塌传感检测装置，包括固定底座1、防水耐腐蚀的壳体6和GPS定位模块，固定底座1通过螺栓固定于铁路的路基上，特征是：在固定底座1和防水耐腐蚀的壳体6左端外壁之间固定有能调整固定底座1高度的可伸缩支座2，在壳体6内的右端固定有两个平行放置的可变圆柱形电容器12和不可变圆柱形电容器14，内置弹簧15的左端端面抵住不可变圆柱形电容器14的右边，内置弹簧15的右端固定在圆柱形测量杆13的中部以产生弹力作用，内置弹簧15的右端抵住在壳体6的右端内壁，圆柱形测量杆13的左端通过内置弹簧15的弹力作用与可变圆柱形电容器12的右表面相接触，圆柱形测量杆13的右端向右依次穿过不可变圆柱形电容器14和内置弹簧15并穿出壳体6外，测量接触片16固定在圆柱形测量杆13的右端并用螺丝固定于铁路的枕木上，可变圆柱形电容器12、不可变圆柱形电容器14、内置弹簧15、圆柱形测量杆13和测量接触片16构成位移传感器；在壳体6内的左端固定有高频电源模块室3、直流电源模块室4、集成控制电路板7、GPS定位模块室9，在高频电源模块室3内设有高频电源U1，高频电源U1给可变圆柱形电容器12和不可变圆柱形电容器14供电，在直流电源模块室4中设有给位移传感器电路和GPS定位模块驱动电路供电的直流电源电路，在集成控制电路板7上设有位移传感器电路，在GPS定位模块室9中设有GPS定位模块驱动电路。

位移传感器电路由高频电源U1、第1电阻R1、第2电阻R2、第3电阻R3、可变圆柱形电容器12、不可变圆柱形电容器14、第1二极管D1、第2二极管D2构成，GPS定位模块驱动电路由第4电阻R4、第5电阻R5、第6电阻R6、第7电阻R7、集成运算放大器U2、第3二极管D3、第1发光二极管L1、第2发光二极管L2、第1稳压管Z1、第2稳压管Z2、三极管Q、单刀双掷继电器J构成，第1二极管D1的阳极与第2二极管D2的阴极均接高频电源U1的正极，第1电阻R1的一端接第1二极管D1的阴极，第2电阻R2的一端接第2二极管D2的阳极，第1电阻R1另一端和第2电阻R2另一端的公共端与第4电阻R4串联后接集成运算放大器U2的反相输入端，第3电阻R3的一端接第1电阻R1另一端和第2电阻R2另一端的公共端，第3电阻R3的另一端、高频电源U1的负极、集成运算放大器U2的正相输入端均接地，可变圆柱形电容器12并联在第1二极管D1的阴极和地之间，不可变圆柱形电容器14并联在第2二极管D2的阳极和地之间；第1发光二极管L1的阳极与电源VCC相连，第1发光二极管L1的阴极与第5电阻R5串联后接集成运算放大器U2的反相输入端，集成运算放大器U2的输出端与第6电阻R6串联后接第2稳压管Z2阳极和三极管Q基极的公共端，三极管Q的发射极与电源VCC相接，三极管Q的集电极与第7电阻R7串联后接第2发光二极管L2的阳极，三极管Q的集电极与单刀双掷继电器J的线圈串联后接地，第2稳压管Z2的阴极接第1稳压管Z1的阴极，第1稳压管Z1的阳极接地，第3二极管D3的阴极接三极管Q的集电极，第3二极管D3的阳极接地，单刀双掷继电器J的单刀K的中间端1接VCC并与GPS定位模块的正极相接,单刀双掷继电器J的单刀K的第一个外接端3悬空，单刀双掷继电器J的单刀K的第二个外接端2接GPS定位模块的负极。当路基发生坍塌时，枕木下沉，测量接触片16与圆柱形测量杆13发生位移，导致圆柱形测量杆13与可变圆柱形电容器12间的接触面积改变，从而可变圆柱形电容器12的电容值发生变化，第3电阻R3的电压也变化，从而达到监测位移的作用。第4电阻R4、第5电阻R5、集成运算放大器U2构成电压比较器，监测第3电阻R3的电压变化，当第3电阻R3的电压超过设定的阈值时，集成运算放大器U2输出电压使三极管Q导通，控制单刀双掷继电器J驱动GPS定位模块工作。

第1发光二极管L1指示位移传感器电路的工作情况，发光表示工作正常，第2发光二极管L2指示GPS定位模块的工作情况，发光表示GPS定位模块已触发处于工作状态。

直流电源模块室4中常规的直流电源电路通过导线过孔5给集成控制电路7供电；集成控制电路7通过导线过孔8控制GPS模块室10的GPS模块驱动电路，高频电源模块室3分别通过导线过孔10和导线过孔11给可变圆柱形电容器12、不可变圆柱形电容器14提供高频电压。

本实用新型的固定底座1用螺母固定于铁路的路基上，可通过可伸缩支座2调整高度使测量接触片16能够固定于铁路的枕木上。直流电源模块室4中的直流电源电路通过导线过孔5给集成控制电路7供电, 直流电源电路提供+5伏电压。高频电源模块室3分别通过导线过孔10和导线过孔11给可变圆柱形电容器12、不可变圆柱形电容器14提供高频电压。当高频电源处于正半周时，第1二极管D1导通，第2二极管D2截止，此时可变圆柱形电容器12充电，不可变圆柱形电容器14放电，当高频电源处于负半周时，第1二极管D1截止，第2二极管D2导通，此时可变圆柱形电容器12放电，不可变圆柱形电容器14充电。第1二极管D1，第2二极管D2特性相同，且第一电阻R1与第二电阻R2阻值相同，因此在一个周期内流经第3电阻R3的电流为一定值，所以电压也为一定值。第1发光二极管L1发光，表示位移传感器工作正常。当发生路基发生坍塌时，枕木下沉，测量接触片16与圆柱形测量杆13发生位移，导致圆柱形测量杆13与可变圆柱形电容器12间的接触面积改变，从而可变圆柱形电容器12的电容值发生变化，第3电阻R3的电压也随之变化，由第4电阻R4、第5电阻R5、集成运算放大器U2构成电压比较器监测到第3电阻R3的电压变化，当电压超过所设定的阈值时，集成运算放大器U2输出电压使三极管Q导通使第2发光二极管L2发亮并控制单刀双掷继电器J驱动GPS定位模块工作，并发送定位信息。

Claims (2)

1.一种铁路路基坍塌传感检测装置，包括固定底座、防水耐腐蚀的壳体和GPS定位模块，固定底座通过螺栓固定于铁路的路基上，其特征在于：在固定底座和防水耐腐蚀的壳体左端外壁之间固定有能调整固定底座高度的可伸缩支座，在壳体内的右端固定有两个平行放置的可变圆柱形电容器和不可变圆柱形电容器，内置弹簧的左端端面抵住不可变圆柱形电容器的右边，内置弹簧的右端固定在圆柱形测量杆的中部以产生弹力作用，内置弹簧的右端抵住在壳体的右端内壁，圆柱形测量杆的左端通过内置弹簧的弹力作用与可变圆柱形电容器的右表面相接触，圆柱形测量杆的右端向右依次穿过不可变圆柱形电容器和内置弹簧并穿出壳体外，测量接触片固定在圆柱形测量杆的右端并用螺丝固定于铁路的枕木上，可变圆柱形电容器、不可变圆柱形电容器、内置弹簧、圆柱形测量杆和测量接触片构成位移传感器；在壳体内的左端固定有高频电源模块室、直流电源模块室、集成控制电路板、GPS定位模块室，在高频电源模块室内设有高频电源，高频电源给可变圆柱形电容器和不可变圆柱形电容器供电，在直流电源模块室中设有给位移传感器电路和GPS定位模块驱动电路供电的直流电源电路，在集成控制电路板上设有位移传感器电路，在GPS模块室中设有GPS模块驱动电路。

2.根据权利要求1所述的铁路路基坍塌传感检测装置，其特征在于：位移传感器电路由高频电源U1、第1电阻R1、第2电阻R2、第3电阻R3、可变圆柱形电容器12、不可变圆柱形电容器14、第1二极管D1、第2二极管D2构成，GPS定位模块驱动电路由第4电阻R4、第5电阻R5、第6电阻R6、第7电阻R7、集成运算放大器U2、第3二极管D3、第1发光二极管L1、第2发光二极管L2、第1稳压管Z1、第2稳压管Z2、三极管Q、单刀双掷继电器J构成，第1二极管D1的阳极与第2二极管D2的阴极均接高频电源U1的正极，第1电阻R1的一端接第1二极管D1的阴极，第2电阻R2的一端接第2二极管D2的阳极，第1电阻R1另一端和第2电阻R2另一端的公共端与第4电阻R4串联后接集成运算放大器U2的反相输入端，第3电阻R3的一端接第1电阻R1另一端和第2电阻R2另一端的公共端，第3电阻R3的另一端、高频电源U1的负极、集成运算放大器U2的正相输入端均接地，可变圆柱形电容器12并联在第1二极管D1的阴极和地之间，不可变圆柱形电容器14并联在第2二极管D2的阳极和地之间；第1发光二极管L1的阳极与电源VCC相连，第1发光二极管L1的阴极与第5电阻R5串联后接集成运算放大器U2的反相输入端，集成运算放大器U2的输出端与第6电阻R6串联后接第2稳压管Z2阳极和三极管Q基极的公共端，三极管Q的发射极与电源VCC相接，三极管Q的集电极与第7电阻R7串联后接第2发光二极管L2的阳极，三极管Q的集电极与单刀双掷继电器J的线圈串联后接地，第2稳压管Z2的阴极接第1稳压管Z1的阴极，第1稳压管Z1的阳极接地，第3二极管D3的阴极接三极管Q的集电极，第3二极管D3的阳极接地，单刀双掷继电器J的单刀K的中间端1接VCC并与GPS定位模块的正极相接,单刀双掷继电器J的单刀K的第一个外接端3悬空，单刀双掷继电器J的单刀K的第二个外接端2接GPS定位模块的负极。