CN211477323U - 道岔转辙机的监测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种道岔转辙机的监测装置及系统，监测装置包括油位传感器、油压传感器、位移传感器以及信号变送模块；所述油位传感器以及所述油压传感器设置于所述道岔转辙机的油箱内，所述油位传感器用于获取所述油箱内的油位数据并传输至所述信号变送模块，所述油压传感器用于获取所述油箱内的油压数据并传输至所述信号变送模块；所述位移传感器内嵌于所述道岔转辙机的表示杆的表面，用于采集表示杆缺口位移量和转换全动程数据并传输至所述信号变送模块；所述信号变送模块用于将接收到的信号进行变换后向外部发送。本实用新型能对道岔转辙机的油位、油压、缺口位移和转换动程位移进行直观地、准确地、实时地监测，并且监测精度高、稳定性强。

Description

道岔转辙机的监测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及无线监测技术领域，特别涉及一种能够对油压、油位和位移进行监测的道岔转辙机的监测装置及系统。

背景技术

道岔转辙机是实现铁路道岔安全转换的核心设备，转辙机的工作状态正常与否、轨道转换是否到位这些直接关系到轨道交通运输的安全运行。从过去的由扳道人员进行要道换道，到如今的电液转辙机来变道，都存在着轨道是否转换到位的隐患。

而新的扳道方向也导致了新问题的出现，诸如油压是否正常，电机电流是否正常以及油路的油是否充足。因此，对转辙机的监测和预警是十分必要的。现有的缺口监测主要可分为机械式和光电式两大类，而油压、液位主要是靠人工每晚勘查。在夜晚、雨、雪、风沙等恶劣天气，打开机盖易造成转辙机内部进水、进潮、进尘、发生电气短路、锈蚀等问题。

缺口方面利用机械式或光电式监测，主要原理是将监测传感器直接或间接安装在转辙机推动杆上，并在安装时设定报警值，当缺口超出安全值，启动对应的机械或电子开关，产生开关量信号，在通过采集分机，将此开关量信号传送至监控室；监控室得到信号后，作出提示或报警。现有机械式监测和光电式监测装置均存在一定的缺陷，利用机械式或光电式监测缺口，主要缺陷是报警信息无法在确认，导致较高的误报率，给道岔维护人员增加额外的负担。

目前国内外对转辙机工作状态进行监测的主要参数是转换阻力和表示杆缺口宽度，其中转换阻力是转辙机尖轨密贴程度的间接表现，表示杆缺口宽度是转辙机尖轨密贴程度的直接表现。道岔转辙机缺口间隙反映了道岔尖轨与基本轨密贴状态。偏差过大时可能造成转辙机卡缺口，道岔无表示信号，给行车带来严重的安全风险。

现有表示杆缺口宽度的监测方式均有其不足之处：如碰珠式传感器技术和弹簧位移传感器技术方式探测装置易损坏，光电编码器技术方式易受污染而降低准确度，反射式光纤位移传感器技术和霍尔位移传感器技术方式探头过大不便安装。缺口位移监测视频方法，由于摄像头技术方式没有量化检测结果需要人工判断表示杆缺口宽度，而且由于油污、振动的影响，精度无法满足要求。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的道岔转辙机油压、液位、表示杆缺口位移监测方式，以克服现有系统的上述缺陷。。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术的道岔转辙机在监测时存在的缺陷，提供一种道岔转辙机的监测装置及系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供了一种道岔转辙机的监测装置，包括油位传感器、油压传感器、位移传感器以及信号变送模块；

所述油位传感器以及所述油压传感器设置于所述道岔转辙机的油箱内，所述油位传感器用于获取所述油箱内的油位数据并传输至所述信号变送模块，所述油压传感器用于获取所述油箱内的油压数据并传输至所述信号变送模块；

所述位移传感器内嵌于所述道岔转辙机的表示杆的表面，用于采集表示杆缺口位移量和转换全动程数据并传输至所述信号变送模块；

所述信号变送模块用于将接收到的信号进行变换后向外部发送。

较佳地，所述油位传感器包括检测仓、电子仓、浮子以及磁铁；

所述检测仓包括钢管以及多个磁敏传感器，所述多个磁敏传感器安装于所述钢管内，所述多个磁敏传感器沿所述钢管的轴向根据预设间隔固定设置，所述钢管的上端与所述电子仓密封连接；

所述电子仓内设有输入输出调理电路，所述多个磁敏传感器的输出端均与所述输入输出调理电路的输入端电连接，所述输入输出调理电路的输出端连接导线；

所述浮子中间开孔，所述钢管置于所述浮子的孔中，所述浮子内嵌所述磁铁；

当所述油位传感器放置于油液中时，所述浮子用于在油液的浮力作用下沿所述钢管的轴向移动；所述磁敏传感器用于在检测到所述磁铁时生成感应信号并传输至所述输入输出调理电路，所述输入输出调理电路用于将所述感应信号转换为数字信号后通过所述导线向外输出；

所述钢管的下端设有下密封件，所述电子仓的上端设有上密封件。

较佳地，所述油压传感器包括基座组件、芯体、电路板、壳体和导线，所述基座组件包括顶针、锁紧帽和基座，顶针穿过锁紧帽，与基座的内底平面进行氧弧焊接为一体结构；所述芯体固定设置在基座组件中，电路板与芯体连接，所述壳体与基座组件连接，将芯体、电路板包覆起来，电路板与伸出壳体外的导线焊接。

较佳地，所述位移传感器包括内嵌在所述表示杆中部的磁性标尺以及与所述磁性标尺对应的磁头、信号调理电路，所述磁性标尺和磁头将所述表示杆的缺口间隙和动程转换成增量式编码信号，经过信号调理电路的处理后输出至所述信号变送模块。

较佳地，所述表示杆包括左表示杆和右表示杆，所述监测装置包括与所述左表示杆相对应的左位移传感器和与所述右表示杆相对应的右位移传感器。

较佳地，所述信号变送模块包括模数转换电路、串口控制电路和电源保护电路；

所述模数转换电路用于对油位、油压和位移的信号进行采样，转换成数字信号并通过所述串口控制电路传输至有线CAN网络(控制器局域网络)；

所述电源保护电路用于防止电源浪涌和进行TVS(瞬态二极管)保护。

较佳地，所述监测装置还包括无线通讯模块；

所述信号变送模块用于将油位、油压和位移的信号转换成的数字信号通过所述无线通讯模块向外发送。

较佳地，所述无线通讯模块包括蓝牙通讯模块、射频RF模块、Wi-Fi模块、4G通讯模块及5G通讯模块中的至少一种。

本实用新型还提供了一种道岔转辙机的监测系统，包括若干个上述的道岔转辙机的监测装置，每个监测装置对应设置在一个道岔转辙机内。

较佳地，当所述监测装置包括无线通讯模块时，所述监测系统还包括无线手持机；

所述信号变送模块用于将油位、油压和位移的信号转换成的数字信号通过所述无线通讯模块发送至所述无线手持机。

较佳地，所述无线手持机包括微处理器、无线通讯模块、数据存储模块、液晶触摸屏以及电源模块；

所述无线通讯模块、数据存储模块、液晶触摸屏以及电源模块分别与所述微处理器连接。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型能够对道岔转辙机的油位、油压、缺口位移和转换动程位移进行直观地、准确地、实时地监测，便于轨道工作人员在控制室内就能知道转辙机运行的状态和变轨是否到位、整个油压系统的油压是否正常、油路的液位是否偏低等；现场巡查人员不需要打开转辙机盖子，就可以知道上述信息。以准确的数据来得知转辙机的运作情况，本实用新型的监测装置及系统监测精度高、稳定性强、接口牢靠，保证了列车行驶的安全、降低了监测的难度；还具有TVS过压和反向上电保护电路，确保系统长期安全稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的道岔转辙机的监测系统的模块示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型的道岔转辙机的监测系统包括分别设于若干个道岔转辙机内的监测装置1；

其中，所述监测装置1包括油位传感器2、油压传感器3、位移传感器4以及信号变送模块5；所述油位传感器2以及所述油压传感器3设置于所述道岔转辙机的油箱内，所述油位传感器2用于获取所述油箱内的油位数据并传输至所述信号变送模块5，所述油压传感器3用于获取所述油箱内的油压(即油箱内的液压)数据并传输至所述信号变送模块5；

所述位移传感器4内嵌于所述道岔转辙机的表示杆的表面，用于采集表示杆缺口位移量和转换全动程数据并传输至所述信号变送模块5；

所述信号变送模块5用于将接收到的油位信号、油压信号以及位移信号进行变换后向外部发送。

其中，所述油位传感器包括检测仓、电子仓、浮子以及磁铁；

所述检测仓包括钢管以及多个磁敏传感器，所述多个磁敏传感器安装于所述钢管内，所述多个磁敏传感器沿所述钢管的轴向根据预设间隔固定设置，所述钢管的上端与所述电子仓密封连接；

所述电子仓内设有输入输出调理电路，所述多个磁敏传感器的输出端均与所述输入输出调理电路的输入端电连接，所述输入输出调理电路的输出端连接导线；

所述浮子中间开孔，所述钢管置于所述浮子的孔中，所述浮子内嵌所述磁铁；

当所述油位传感器放置于油液中时，所述浮子用于在油液的浮力作用下沿所述钢管的轴向移动；所述磁敏传感器用于在检测到所述磁铁时生成感应信号并传输至所述输入输出调理电路，所述输入输出调理电路用于将所述感应信号转换为数字信号后通过所述导线向外输出；

所述钢管的下端设有下密封件，所述电子仓的上端设有上密封件；

具体地，本实用新型中的油位传感器可以采用专利CN209342205U所公开的新型油位传感器，当然，也可以采用现有的其他液位传感器，本领域技术人员应当理解，只要能够实现转辙机油箱内油位检测的油位传感器都落入本实用新型的保护范围内；其中，具体的油位测量是指采用液位传感器进行油箱内的液位测量，计算得到相应的液位值。

所述油压传感器包括基座组件、芯体、电路板、壳体和导线，所述基座组件包括顶针、锁紧帽和基座，顶针穿过锁紧帽，与基座的内底平面进行氧弧焊接为一体结构；所述芯体固定设置在基座组件中，电路板与芯体连接，所述壳体与基座组件连接，将芯体、电路板包覆起来，电路板与伸出壳体外的导线焊接；

具体地，本实用新型中的油压传感器可以采用专利CN205300817U所公开的铁路道岔转辙机油压系统专用压力传感器，当然，也可以采用现有的其他压力传感器，本领域技术人员应当理解，只要能够实现转辙机油箱内油压检测的压力传感器都落入本实用新型的保护范围内；其中，具体的油压测量是指将转辙机内油压的大小引起传感器油压芯体的不同形变，并转换为电信号，经过相应电路的放大、计算得到相应的油压值。

所述位移传感器4具体包括内嵌在所述表示杆中部的磁性标尺以及与所述磁性标尺对应的磁头、信号调理电路，所述磁性标尺和磁头将所述表示杆的缺口间隙和动程转换成0.05mm的增量式编码信号，经过信号调理电路的处理后输出至所述信号变送模块；而优选地，所述表示杆包括左表示杆和右表示杆，所述监测装置包括与所述左表示杆相对应的左位移传感器和与所述右表示杆相对应的右位移传感器。本实用新型中的位移传感器具体为磁栅位移传感器，其具体可安装于金属壳体内然后放置于转辙机内部。

所述信号变送模块包括模数转换电路、串口控制电路和电源保护电路；

所述模数转换电路用于对油位、油压和位移的信号进行采样，转换成数字信号并通过所述串口控制电路传输至有线CAN网络，并通过有线CAN网络传输至电务监控室，从而工作人员在电务监控室里就可以远程对道岔转辙机的油位、油压和位移数据进行监控；

所述电源保护电路用于防止电源浪涌和进行TVS保护，这已经属于非常成熟的现有技术，对此不再赘述。

所述监测装置还包括无线通讯模块6；

所述信号变送模块5用于将油位、油压和位移的信号转换成的数字信号通过所述无线通讯模块6向外发送；具体地，所述道岔转辙机的监测系统还包括无线手持机7，所述信号变送模块5具体通过所述无线通讯模块6将油位数据、油压数据和位移数据发送至所述无线手持机7；

其中，所述无线通讯模块6包括蓝牙通讯模块、射频RF模块、Wi-Fi模块、4G通讯模块及5G通讯模块中的至少一种，所述无线手持机7包括微处理器、无线通讯模块、数据存储模块、液晶触摸屏以及电源模块；所述无线通讯模块、数据存储模块、液晶触摸屏以及电源模块分别与所述微处理器连接。其中，所述无线手持机的硬件信息和道岔转辙机检测APP(应用程序)软件登录密码相绑定。

具体地，所述信号变送模块5和所述无线通讯模块6具体可安装于密封不锈钢壳体内后放置于转辙机内部。

本实用新型对转辙机油压系统的油压和液位的监测采用了专用高精度、高稳定性的传感器，真正做到了合理的连接和监测。油压传感器和油位传感器安装在转辙机油箱内，通过对推动转辙机转动的油压的测量，可对转辙机转动过程的掌控，油压数据在正常的范围之内说明转辙机正常工作，若数据不在正常的范围之内说明转辙机出现故障，提醒铁路工作人员进行维护；通过对整个油路液位的测量是为了保证能推动推动转辙机正常运转的油压值，当低于某值时，提醒工作人员进行加油处理。通过对表示杆缺口和转换动程的位移监测，可以及时调整缺口间隙，预防转辙机转换故障。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当了解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种道岔转辙机的监测装置，其特征在于，包括油位传感器、油压传感器、位移传感器以及信号变送模块；

所述油位传感器以及所述油压传感器设置于所述道岔转辙机的油箱内，所述油位传感器用于获取所述油箱内的油位数据并传输至所述信号变送模块，所述油压传感器用于获取所述油箱内的油压数据并传输至所述信号变送模块；

所述位移传感器内嵌于所述道岔转辙机的表示杆的表面，用于采集表示杆缺口位移量和转换全动程数据并传输至所述信号变送模块；

所述信号变送模块用于将接收到的信号进行变换后向外部发送。

2.如权利要求1所述的道岔转辙机的监测装置，其特征在于，所述油位传感器包括检测仓、电子仓、浮子以及磁铁；

所述检测仓包括钢管以及多个磁敏传感器，所述多个磁敏传感器安装于所述钢管内，所述多个磁敏传感器沿所述钢管的轴向根据预设间隔固定设置，所述钢管的上端与所述电子仓密封连接；

所述电子仓内设有输入输出调理电路，所述多个磁敏传感器的输出端均与所述输入输出调理电路的输入端电连接，所述输入输出调理电路的输出端连接导线；

所述浮子中间开孔，所述钢管置于所述浮子的孔中，所述浮子内嵌所述磁铁；

当所述油位传感器放置于油液中时，所述浮子用于在油液的浮力作用下沿所述钢管的轴向移动；所述磁敏传感器用于在检测到所述磁铁时生成感应信号并传输至所述输入输出调理电路，所述输入输出调理电路用于将所述感应信号转换为数字信号后通过所述导线向外输出；

所述钢管的下端设有下密封件，所述电子仓的上端设有上密封件；和/或，

所述油压传感器包括基座组件、芯体、电路板、壳体和导线，所述基座组件包括顶针、锁紧帽和基座，顶针穿过锁紧帽，与基座的内底平面进行氧弧焊接为一体结构；所述芯体固定设置在基座组件中，电路板与芯体连接，所述壳体与基座组件连接，将芯体、电路板包覆起来，电路板与伸出壳体外的导线焊接。

3.如权利要求1所述的道岔转辙机的监测装置，其特征在于，所述位移传感器包括内嵌在所述表示杆中部的磁性标尺以及与所述磁性标尺对应的磁头、信号调理电路，所述磁性标尺和磁头将所述表示杆的缺口间隙和动程转换成增量式编码信号，经过信号调理电路的处理后输出至所述信号变送模块。

4.如权利要求3所述的道岔转辙机的监测装置，其特征在于，所述表示杆包括左表示杆和右表示杆，所述监测装置包括与所述左表示杆相对应的左位移传感器和与所述右表示杆相对应的右位移传感器。

5.如权利要求1所述的道岔转辙机的监测装置，其特征在于，所述信号变送模块包括模数转换电路、串口控制电路和电源保护电路；

所述模数转换电路用于对油位、油压和位移的信号进行采样，转换成数字信号并通过所述串口控制电路传输至有线CAN网络；

所述电源保护电路用于防止电源浪涌和进行TVS保护。

6.如权利要求5所述的道岔转辙机的监测装置，其特征在于，所述监测装置还包括无线通讯模块；

所述信号变送模块用于将油位、油压和位移的信号转换成的数字信号通过所述无线通讯模块向外发送。

7.如权利要求6所述的道岔转辙机的监测装置，其特征在于，所述无线通讯模块包括蓝牙通讯模块、射频RF模块、Wi-Fi模块、4G通讯模块及5G通讯模块中的至少一种。

8.一种道岔转辙机的监测系统，其特征在于，包括若干个如权利要求1-7中任意一项所述的道岔转辙机的监测装置，每个监测装置对应设置在一个道岔转辙机内。

9.如权利要求8所述的道岔转辙机的监测系统，其特征在于，当所述监测装置包括无线通讯模块时，所述监测系统还包括无线手持机；

所述信号变送模块用于将油位、油压和位移的信号转换成的数字信号通过所述无线通讯模块发送至所述无线手持机。

10.如权利要求9所述的道岔转辙机的监测系统，其特征在于，所述无线手持机包括微处理器、无线通讯模块、数据存储模块、液晶触摸屏以及电源模块；

所述无线通讯模块、数据存储模块、液晶触摸屏以及电源模块分别与所述微处理器连接。

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