CN212423146U - 无缝线路钢轨稳定性监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无缝线路钢轨稳定性监测装置，包括供电通讯主机、客户交换机、监测主机、应变变送主机、太阳能电池板、太阳能电池、太阳能控制器和服务器；太阳能电池板和太阳能电池均与太阳能控制器电连接，应变变送主机分别与应变片传感器和钢轨温度传感器电连接，应变片传感器和钢轨温度传感器均粘贴在钢轨上；监测主机分别与激光测距仪、摄像头、4G模块和环境温度传感器电连接，钢轨上设有标靶，监测主机分别与供电通讯主机和应变变送主机有线连接。本实用新型具有测量灵活、数据准确度高的特点。

Description

无缝线路钢轨稳定性监测装置

技术领域

本实用新型涉及铁路轨道安全监控技术领域，尤其是涉及一种安全性好，数据准确度高，测量灵活，带有双通道校验通信传输的无缝线路钢轨稳定性监测装置。

背景技术

铁路轨道安全监控通常采用全站仪和棱镜方式，通过钢轨一侧安装棱镜和固定的机械结构装置，再通过全站仪人工观察记录数据。

采用埋设位移观测桩的办法，即在铁路路肩两侧埋设永久固定观测桩，在观测桩上标记定点，钢轨上标记基准点，通过拉线或准直仪测量钢轨位移情况。

现有技术存在如下问题：

采集数据均通过单台机器进行显示处理，无法远程传输到服务器，无法进行多台设备同时分析，传输的数据可靠性无法保证。

棱镜与钢轨的连接在振动、气候影响下容易脱落，对行车安全构成威胁；

测量数据准确度不高、且测量速度慢，不能以单套设备测量三个方向位移；

观测时间不灵活，测量人员工作耗时长，天窗时间内可测量数据少。

无法测量钢轨温度，无法通过钢轨温度进行辅助判断钢轨稳定性。

发明内容

本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中的铁路轨道安全监控设备对行车安全构成威胁、无法在平台上进行统一观测、传输过程容易丢失数据的不足，提供了一种安全性好，数据准确度高，测量灵活，带有双通道校验通信传输的无缝线路钢轨稳定性监测装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无缝线路钢轨稳定性监测装置，包括供电通讯主机、客户交换机、监测主机、应变变送主机、太阳能电池板、太阳能电池、太阳能控制器和服务器；太阳能电池板和太阳能电池均与太阳能控制器电连接，应变变送主机分别与应变片传感器和钢轨温度传感器电连接，应变片传感器和钢轨温度传感器均粘贴在钢轨上；监测主机分别与激光测距仪、摄像头、4G模块和环境温度传感器电连接，钢轨上设有标靶，监测主机分别与供电通讯主机和应变变送主机有线连接，客户交换机分别与供电通讯主机和服务器有线连接，4G模块与服务器无线连接。

应变变送主机负责钢轨形变量和钢轨温度的采集，并将数据传输到监测主机，监测主机将摄像头采集到的标靶左右偏移量，激光测距仪检测的标靶前后偏移量、环境温度传感器检测的环境温度、钢轨形变量和钢轨温度通过供电通讯主机、客户交换机以有线的方式传输给服务器，另外，监测主机将上述数据通过4G模块以无线的方式传输给服务器，服务器将有线传输和无线传输得到的数据进行校验。

因此，本实用新型采用无线和有线双通道校验传输，无线和有线数据在服务器上进行组合校验后才能解析，保证数据的可靠性和安全性；通过太阳能电池进行供电，保证了传输可靠性，数据准确度高，测量灵活。

作为优选，监测主机包括第一单片机、第二单片机和定时唤醒电路；第一单片机分别与激光测距仪、4G模块和摄像头电连接，第一单片机分别与供电通讯主机和应变变送主机有线连接，第一单片机与第二单片机电连接，第二单片机分别与环境温度传感器、应变变送主机和定时唤醒电路电连接。

定时唤醒电路用于定时唤醒第二单片机、第一单片机、应变片传感器、钢轨温度传感器、激光测距仪、摄像头、4G模块和环境温度传感器进行数据检测，有效降低能耗。

作为优选，还包括第一电源插座、第一降压电路和开关电路；太阳能电池、第一电源插座和第一降压电路依次电连接，开关电路分别与第一单片机和第一降压电路连接，第一降压电路的3V3A输出端为第一单片机供电。

作为优选，还包括电池电压输出电路和LDO降压电路，太阳能电池、电池电压输出电路和LDO降压电路依次电连接，LDO降压电路的输出端为定时唤醒电路供电。

作为优选，还包括升压电路和第二降压电路，太阳能电池、升压电路和第二降压电路依次电连接，第二降压电路的输出端与第二单片机连接。

作为优选，定时唤醒电路包括ISL12022IBZ芯片U5，电容C13，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R15，电阻R17，三极管Q3，有极性电容C20，晶振Y3，二极管1N4148；ISL12022IBZ芯片U5分别与晶振Y3两端、二极管1N4148负极、有极性电容C20正极、电容C13一端、电阻R11一端、电阻R12一端、电阻R13一端和电阻R15一端电连接，有极性电容C20负极和电容C13另一端均接地，二极管1N4148正极、电阻R11另一端、电阻R13另一端和电阻R15另一端均与LDO降压电路的输出端电连接；

电阻R12另一端与三极管Q3的基极电连接，三极管Q3的发射极与LDO降压电路的输出端电连接，三极管Q3通过电阻R17接地。

因此，本实用新型具有如下有益效果：采用无线和有线双通道校验传输，无线和有线数据在服务器上进行组合校验后才能解析，保证了数据的可靠性和安全性；通过太阳能电池进行供电，保证了传输可靠性，数据准确度高，测量灵活。

附图说明

图1是本实用新型的一种原理框图；

图2是本实用新型的第一电源插座和开关电路的一种电路图；

图3是本实用新型的第一降压电路的一种电路图；

图4是本实用新型的电池电压输出电路的一种电路图；

图5是本实用新型的LDO降压电路的一种电路图；

图6是本实用新型的定时唤醒电路的一种电路图；

图7是本实用新型的升压电路的一种电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图6所示的实施例是一种无缝线路钢轨稳定性监测装置，包括供电通讯主机1、客户交换机2、监测主机3、应变变送主机4、太阳能电池板5、太阳能电池6、太阳能控制器7和服务器8；太阳能电池板和太阳能电池均与太阳能控制器电连接，应变变送主机分别与应变片传感器41和钢轨温度传感器42电连接，应变片传感器和钢轨温度传感器均粘贴在钢轨上；监测主机分别与激光测距仪31、摄像头32、4G模块33和环境温度传感器34电连接，钢轨上设有标靶，监测主机分别与供电通讯主机和应变变送主机有线连接，客户交换机分别与供电通讯主机和服务器有线连接，4G模块与服务器无线连接。

监测主机包括第一单片机301、第二单片机302和定时唤醒电路303；第一单片机分别与激光测距仪、4G模块和摄像头电连接，第一单片机分别与供电通讯主机和应变变送主机有线连接，第一单片机与第二单片机电连接，第二单片机分别与环境温度传感器、应变变送主机和定时唤醒电路电连接。

如图2、图3所示，还包括第一电源插座61、第一降压电路62和开关电路63；太阳能电池、第一电源插座和第一降压电路依次电连接，开关电路分别与第一单片机和第一降压电路连接，第一降压电路的3V3A输出端为第一单片机供电。

如图4、图5所示，还包括电池电压输出电路64和LDO降压电路65，太阳能电池、电池电压输出电路和LDO降压电路依次电连接，LDO降压电路的输出端为定时唤醒电路供电。

如图7所示，还包括升压电路66和第二降压电路，太阳能电池、升压电路和第二降压电路依次电连接，第二降压电路的输出端与第二单片机连接。

如图6所示，定时唤醒电路包括ISL12022IBZ芯片U5，电容C13，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R15，电阻R17，三极管Q3，有极性电容C20，晶振Y3，二极管1N4148；ISL12022IBZ芯片U5分别与晶振Y3两端、二极管1N4148负极、有极性电容C20正极、电容C13一端、电阻R11一端、电阻R12一端、电阻R13一端和电阻R15一端电连接，有极性电容C20负极和电容C13另一端均接地，二极管1N4148正极、电阻R11另一端、电阻R13另一端和电阻R15另一端均与LDO降压电路的输出端电连接；

电阻R12另一端与三极管Q3的基极电连接，三极管Q3的发射极与LDO降压电路的输出端电连接，三极管Q3通过电阻R17接地。第一单片机的型号为STM32F407ZET6，第二单片机的型号为STM32L073RZT6；

第二单片机主要负责电源的控制：在休眠前关闭所有电源，可从定时唤醒电路采集到时钟信息。

应变片传感器检测钢轨形变量，钢轨温度传感器检测钢轨温度，应变变送主机将钢轨形变量和钢轨温度传输到监测主机，监测主机将摄像头采集到的标靶左右偏移量、激光测距仪检测的标靶前后偏移量、环境温度传感器检测的环境温度、钢轨形变量和钢轨温度通过供电通讯主机、客户交换机以有线的方式传输给服务器，另外，监测主机将上述数据通过4G模块以无线的方式传输给服务器，服务器将有线传输和无线传输得到的数据进行校验，做出钢轨情况的分析判断。

应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种无缝线路钢轨稳定性监测装置，其特征是，包括供电通讯主机(1)、客户交换机(2)、监测主机(3)、应变变送主机(4)、太阳能电池板(5)、太阳能电池(6)、太阳能控制器(7)和服务器(8)；太阳能电池板和太阳能电池均与太阳能控制器电连接，应变变送主机分别与应变片传感器(41)和钢轨温度传感器(42)电连接，应变片传感器和钢轨温度传感器均粘贴在钢轨上；监测主机分别与激光测距仪(31)、摄像头(32)、4G模块(33)和环境温度传感器(34)电连接，钢轨上设有标靶，监测主机分别与供电通讯主机和应变变送主机有线连接，客户交换机分别与供电通讯主机和服务器有线连接，4G模块与服务器无线连接。

2.根据权利要求1所述的无缝线路钢轨稳定性监测装置，其特征是，监测主机包括第一单片机(301)、第二单片机(302)和定时唤醒电路(303)；第一单片机分别与激光测距仪、4G模块和摄像头电连接，第一单片机分别与供电通讯主机和应变变送主机有线连接，第一单片机与第二单片机电连接，第二单片机分别与环境温度传感器、应变变送主机和定时唤醒电路电连接。

3.根据权利要求2所述的无缝线路钢轨稳定性监测装置，其特征是，还包括第一电源插座(61)、第一降压电路(62)和开关电路(63)；太阳能电池、第一电源插座和第一降压电路依次电连接，开关电路分别与第一单片机和第一降压电路连接，第一降压电路的3V3A输出端为第一单片机供电。

4.根据权利要求2所述的无缝线路钢轨稳定性监测装置，其特征是，还包括电池电压输出电路(64)和LDO降压电路(65)，太阳能电池、电池电压输出电路和LDO降压电路依次电连接，LDO降压电路的输出端为定时唤醒电路供电。

5.根据权利要求2所述的无缝线路钢轨稳定性监测装置，其特征是，还包括升压电路(66)和第二降压电路，太阳能电池、升压电路和第二降压电路依次电连接，第二降压电路的输出端与第二单片机连接。

6.根据权利要求4所述的无缝线路钢轨稳定性监测装置，其特征是，定时唤醒电路包括ISL12022IBZ芯片U5，电容C13，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R15，电阻R17，三极管Q3，有极性电容C20，晶振Y3，二极管1N4148；ISL12022IBZ芯片U5分别与晶振Y3两端、二极管1N4148负极、有极性电容C20正极、电容C13一端、电阻R11一端、电阻R12一端、电阻R13一端和电阻R15一端电连接，有极性电容C20负极和电容C13另一端均接地，二极管1N4148正极、电阻R11另一端、电阻R13另一端和电阻R15另一端均与LDO降压电路的输出端电连接；

电阻R12另一端与三极管Q3的基极电连接，三极管Q3的发射极与LDO降压电路的输出端电连接，三极管Q3通过电阻R17接地。

Images