KR20220019779A - 레일 모니터링 요소, 레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 방법, 및 레일 모니터링 요소를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 특히 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating)(FBG)를 갖는 광섬유(F)를 포함하는 스트레인 센서(strain sensor)가 그 위에 부착되는 캐리어(T)를 포함하는, 레일 모니터링 요소(rail-monitoring element)(SUE)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 캐리어(T)는, 열 활성화 가능한 또는 열 경화성 접착제를 갖는 레일(S)에 대한 접착식 부착을 위한 접착 층(K)을 가지며, 접착 층(K)은, 전기 에너지가 공급될 수 있는 접점들(KO)을 갖는 가열 요소(HE)를 포함한다. 본 발명에 따른 레일 모니터링 요소는, 보다 쉽게 그리고 보다 많은 에너지를 절약하는 방식으로 설치될 수 있다.

Description

레일 모니터링 요소, 레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 방법, 및 레일 모니터링 요소를 제조하기 위한 방법
본 발명은, 특히 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating)(FBG)를 갖는 광섬유를 포함하는, 스트레인 센서(strain sensor)가 그 위에 부착되는 캐리어를 포함하는 레일 모니터링 요소(rail-monitoring element)에 관한 것으로서, 캐리어는, 열 활성화 가능한 또는 열 경화성 접착제를 갖는 레일에 대한 접착식 부착을 위한 접착 층을 갖는 것인, 레일 모니터링 요소에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 방법 및 레일 모니터링 요소를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
FBG 센서를 갖는 레일 모니터링 요소가, 예를 들어 DE 10 2017 216 811 A1에 공지되어 있다.
철도 교통을 더 안전하게 하기 위해, 레일 모니터링 요소, 예를 들어 차축 계산기들을 위한 센서 요소들이, 사용된다. 차축 계산기들은, 특히 예를 들어 관련 트랙 섹션들이 비어 있는지 또는 점유되어 있는지 여부를 결정하기 위해, 차축 계산기의 위치가 기차에 의해 완전히 통과되었는지 여부를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 레일 모니터링 요소들은, 일반적으로 레일에 부착되어야만 하는 센서 요소들을 포함한다.
광섬유 센서들이, 측정 시스템들에서 점점 더 중요해지고 있다. 광섬유 브래그 격자와 같은 광 도파관들에 매립되는 하나 이상의 센서가, 기계적 변수에 의해 야기되는 광섬유의 팽창 또는 압축을 검출하기 위해 그리고 이에 따라 힘, 토크, 가속도, 하중, 압력 상태 등을 검출할 수 있도록 하기 위해, 사용된다.
EP 3 069 952 A1 및 WO 2016/150670 A1이, 예를 들어 차축 계산기의 레일 접점과 같은, 철도 트랙들 상의 스트레인 센서 요소들로서 광섬유 브래그 격자(FBG)를 갖는 광섬유 센서들의 사용을 설명한다.
DE 10 2017 216 811 A1이, 레일 모니터링 요소가 레일에 접착식으로 부착되는 방법을 설명한다. 열 활성화 접착제에 의한 부착이 제안된다. 활성화가, 유도 가열 요소를 사용하여 레일을 가열함으로써 달성된다. 그러나, 많은 체적(레일)이 레일 모니터링 요소의 접착 층 내로의 충분한 열 유입을 보장하기 위해 가열되어야만 하기 때문에, 많은 양의 에너지가, 이를 위해 요구된다.
2개의 결합 요소를 연결하는 방법이, WO 2017/162829 A1에서 설명된다. 결합 요소들은, 열 활성화 가능한 접착제 및 그 내부에 배열되는 평평한 가열 요소에 의해 연결된다. 접착제는, 가열 요소에 전기 에너지를 공급함으로써 가열 요소에 의해 가열된다.
본 발명의 목적은, 장착이 보다 용이하게 그리고 에너지 절약 방식으로 수행될 수 있는, 레일 모니터링 요소 및 레일 모니터링 요소를 제조하기 위한 방법을 제안하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 단순화된 방법을 제안하는 것이다.
이러한 목적은, 본원의 청구항 제1항에 따른 레일 모니터링 요소, 청구항 제11항에 따른 레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 방법, 및 청구항 제14항에 따른 레일 모니터링 요소를 제조하기 위한 방법에 의해 달성된다. 종속 청구항들은, 본 발명의 유리한 실시예들을 구체화한다.
본 발명에 따른 레일 모니터링 요소는, 특히 광섬유 브래그 격자를 갖는 광섬유를 포함하는 스트레인 센서가 그 위에 부착되는 캐리어를 포함한다. 캐리어는, 스트레인 센서를 수용하고 안정화할 목적을 갖는 평평한 요소이다. 캐리어는 또한, 레일에 대한 접착식 부착을 위한 접착 층을 갖는다. 접착제는, 열적으로 활성화되거나 또는 경화될 수 있다. 본 발명에 따르면, 접착 층은, 전기 에너지를 수용하기 위한 접점들을 갖는 가열 요소를 포함한다.
열 활성화 가능한 접착제는, 예를 들어 열 활성화 필름(heat activated film)(HAF)이다. 열 활성화 가능한 접착제는, 자체의 경화가 중단되거나 또는 극도로 느려지는, 완성된 접착제이다. 중단은 열에 노출될 때 해제되며 그리고 접착제는 신속하게 또는 가속화된 속도로 경화되기 시작한다.
열 경화성 접착제는, 그의 경화 프로세스가 열에 의해 가속화되는 접착제이다. 따라서 열 경화성 접착제는, 예를 들어 가열 경화성 접착제(heat-curing adhesive)라고도 한다. 이것은, 열 경화성 접착제가 낮은 온도에 있을 때보다 열에 노출될 때 훨씬 더 빨리 경화된다는 것을 의미한다. 경화는, 접착제의 가교를 지칭한다; 가교 프로세스는, 열 하에서 가속화된다.
접착 층은 바람직하게, 스트레인 센서 반대편의 캐리어의 측면 상에 위치된다. 이는, 캐리어가 레일에, 예를 들어 레일의 레일 웹에, 부착되는 것을 허용하며, 그리고 원하는 센서 데이터가 접착 층에 의해 영향을 받지 않고 스트레인 센서에 공급되는 것을 허용한다.
따라서 본 발명은, 접착제를 가열하는 에너지 효율적인 방법을 제공한다. 열원은, 필요한 곳에, 즉 접착 층에, 정확히 배치된다. 이것은, 접착제를 가열하기 위해 요구되는 에너지를 감소시킨다. 예를 들어, 전체 레일 또는 전체 레일 웹이, 가열되어야만 하는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 가열 요소는, 와이어, 그리드(grid)의 형태로 설계되거나, 또는 예를 들어 평평하다. 평평한 설계는, 예를 들어 필름, 메쉬(mesh) 또는 패브릭(fabric)일 수 있다. 예를 들어, 상응하는 와이어 메쉬들이, 레이저 가공될 수 있다. 이러한 실시예들의 장점은, 가열 요소가 접착 층의 접착제와 큰 표면 접촉을 가지며 그리고 그에 따라 열이 접착 층의 접착 표면 내로 효과적으로 전달될 수 있다는 것이다. 이것은, 추가적인 에너지 절약을 허용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 가열 요소는, 접착 층 내에 매립된다. 그러한 매립은, 예를 들어, 접착 층이 캐리어에 적용되고, 가열 요소가 상기 층에 적용되며, 그리고 제2 접착 층이 그 후 가열 요소에 적용되는, 샌드위치 프로세스에서 제조될 수 있다. 이러한 접착제-가열 요소-접착제 샌드위치 층은, 예를 들어 위에서 설명된 바와 같이, 레일 모니터링 요소의 제조 도중에, 적용될 수 있다. 대안적으로, 장착 도중에, 즉 위에서 설명한 바와 같이 레일 대한 적용 직전에, 이러한 접착제-가열 요소-접착제 샌드위치 층을 캐리어에 적용하는 것이, 또한 가능하다. 이것은, 레일 모니터링 요소의 제조 및 장착 프로세스들에서 큰 유연성을 허용한다.
본 발명의 일 실시예에서, 가열 요소가 접착 층에 적용되는 것이, 또한 가능하다. 여기서 한 가지 가능성은, 가열 요소가 접착 층과 캐리어 사이에 배열되는 것이다. 대안적으로, 접착 층은, 가열 요소와 캐리어 사이에 적용된다. 양자의 실시예 모두 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 가열 요소는, 열 전도성, 전기 절연 외피를 포함한다. 이러한 외피는, 한편으로는 가열 요소와 접착 층 사이의 우수한 열 전달을 허용하며, 그리고 다른 한편으로는 우수한 전기 절연성을 허용한다. 예를 들어, 에나멜 와이어가, 이러한 목적을 위해 가열 요소로서 사용될 수 있다. 여기서 전기 절연은, 가열 요소에 적용되는 전류가 레일 모니터링 요소의 다른 부분들과 전기적 접촉 상태에 놓이지 않는 것을 제공한다. 절연 외피는, 예를 들어, 가열 요소와, 예를 들어 레일 및/또는 예를 들어 레일 모니터링 요소의 캐리어 사이에, 전기적 접촉이 생성되는 것을 방지한다. 절연 외피는, 레일 모니터링 요소의 제조 및 장착을 더욱 단순화한다. 가열 요소가 전기적으로 절연되어 있으므로, 예를 들어 절연 외피가 레일과 접촉하는 경우에도 문제가 되지 않는다. 절연 외피는, 전기적 접촉에 대해 보호한다. 동일한 방식으로, 자체의 절연 외피를 갖는 가열 요소가 캐리어와 접촉하는 것이 가능하다. 전기적 절연 외피는, 전류가 캐리어 및 예를 들어 센서 요소로 전달되는 것을 방지한다. 그러한 간단한 조립 및 견고성은, 철도 섹터에서 그리고 레일 상에서의 사용을 위해 특히 유리하다. 비-절연 가열 요소들과 비교하여, 이러한 실시예는 또한, 가열 요소가 레일과 접촉하는 것을 방지하기 위해, 스페이서 요소가 접착 층 내에 제공되어야만 하지 않는다는, 장점을 갖는다. 따라서, 이러한 스페이서 요소들은 생략될 수 있으며, 이는 레일 모니터링 요소의 장착 또는 제조의 추가적 단순화로 이어진다. 가열 요소 주위의 절연 외피는 또한, 가열 요소의 부분들이, 결과적으로 단락을 야기하지 않는 가운데, 교차되거나 또는 서로 매우 가깝게 배열될 수 있는 방식으로, 가열 요소가 설계될 수 있기 때문에, 유리하다. 이것은 장착을 더욱 용이하게 한다. 이것은 또한, 접착 층 내에서의 가열 요소의, 예를 들어 가열 와이어의, 더 가까운 배열을 허용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 접착 층은, 열 활성화 필름(HAF)이다. 열 활성화 필름은, 열에 의해 활성화되는 접착제로 이루어지는 필름이다; 즉, 접착제 내에서의 결합 및 그에 따른 접착 효과는, 열의 결과로서 시작된다. 예를 들어, 2개의 열 활성화 필름이, 샌드위치 유사 방식으로 가열 와이어를 둘러쌀 수 있다. 이러한 열 활성화 필름들은, 가열 와이어에 전기 에너지를 공급함으로써 활성화될 수 있다.
접착 층 내에 온도 센서를 매립함으로써, 접착 층을 가열하는 프로세스는, 센서 데이터를 판독함에 의해 그리고 특정 온도 범위를 관찰함에 의해, 더욱더 정밀하게 제어될 수 있다. 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating: FBG)가 스트레인 센서로서 사용되는 경우, 온도 모니터링은 광섬유 브래그 격자를 접합함으로써 미리 정밀하게 수행될 수 있고, 따라서 그러한 실시예에서 부가적인 온도 센서가 생략될 수 있다.
접착 층은 바람직하게, 0.5 내지 1.5 mm 사이의, 예를 들어 0.8 mm의, 두께를 갖는다. 이러한 두께는, 레일의 임의의 곡률 또는 불균일성을 보상할 수 있도록 하는데 그리고 여전히 충분한 접착 효과를 달성할 수 있도록 하는데, 유리하다. 접착제의 점도는, 페이스트 상태(pasty)이거나 또는 "안정적"이어야 한다(20,000 내지 100,000 mPas). 이것은, 선택되는 접착 층의 상대적으로 큰 두께에도 불구하고, 상기 접착 층이 장착 도중에 캐리어와 레일 사이의 공간으로부터 나오지 않는 것을 보장한다.
특히 열 활성화 접착제들을 사용할 때, 상기 열 활성화 접착제를 활성화하기 위해, 접착 층을 가열하는 것에 부가하여, 바람직하게, 예를 들어 0.3 bar 내지 0.7 bar 사이의, 바람직하게는 약 0.5 bar의, 접촉 압력이, 접착 층 상에 가해진다. 따라서 가열 요소는 바람직하게, 그러한 압력에 대한 압력 민감성이 아닌 방식으로 설계된다. 레일 웹에 적용될 때, 접착 표면은, 중력에 대해 수직이다. 이는, 접합될 레일 모니터링 요소가 그렇지 않은 경우 미끄러질 수 있기 때문에, 접착 표면에 대한 접촉 압력이 요구된다는 것을 의미한다. 이는, 접촉 압력으로부터 이중 이득을 생성하고: 이는, 수직 접합 도중에 미끄러짐을 방지하며 그리고 이와 동시에 열 활성화 접착제가 활성화되는 것을 허용한다.
본 발명은 또한, 레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 장착 조립체에 관한 것이다. 장착 조립체는, 위에서 설명한 바와 같은 레일 모니터링 요소 및 이동식 에너지 공급 장치를 포함한다. 접착 층의 가열 요소는, 접점들을 통해 이동식 에너지 공급 장치에 전기적으로 연결된다. 이동식 에너지 공급 장치는, 접착 층에 전기 에너지를 공급하며 그리고 그에 따라 접착 층을 가열한다.
특히 바람직한 실시예가, 가열 요소의 접점들에 대한 에너지 공급 장치의 전기적 연결을 위한 스위치 및 스위치의 스위칭 상태를 제어하는 제어 유닛을 포함한다. 이러한 제어는, 온도 센서에 의해 검출되는 온도의 함수로서 이루어지며, 온도 센서는 바람직하게, 위에서 설명한 바와 같은, 접착 층 내에 배열된다. 이러한 방식으로, 접착 층의 온도는, 특히 정확하고 신뢰할 수 있게 설정될 수 있다.
레일의 장착 지점에 본 발명에 따른 레일 모니터링 요소를 장착할 때, 다음 단계들이 수행되어야 한다: 레일 모니터링 요소는, 캐리어의 접착 층이 레일과 접촉하도록 장착 지점에 배치된다. 접착 층은 그런 다음 가열 요소에 전기 에너지를 공급함으로써 가열된다. 배터리가 바람직하게, 가열 요소에 전기 에너지를 공급하기 위해 사용된다. 배터리는, 예를 들어 기존의 12-V 배터리일 수 있다. 이동식 및/또는 휴대용 전압 공급 장치가 또한, 특히 보호성 초저 전압 영역으로 가열 요소에 전기 에너지를 공급하기 위해, 사용될 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 전기 에너지는, 접착제의 온도의 함수로서 제어된다. 접착제의 온도는 바람직하게, 접착 층에 매립되는 온도 센서에 의해 결정된다. 이러한 방식으로, 최적의 온도가 가능한 한 잘 유지될 수 있기 때문에, 접착제의 경화는, 더 유리하게 영향을 받을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 레일에 접착 층을 배열하기 이전에, 열이 장착 지점의 영역에서 레일에 인가된다. 이러한 레일의 가열은, 접착 층을 가열하는 가열 요소에 부가되는 것이었다. 레일을 가열함으로써, 장착 지점은, 예를 들어 매우 추운 날씨에, 접합을 위해 준비될 수 있다. 이것은, 날씨가 너무 추워서 가열 요소에 의해 생성된 열이 접착제를 경화시키기에 충분하지 않은 경우에, 특히 유리하다.
레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 방법에서, 제1 단계에서, 특히 광섬유 브래그 격자를 갖는 광섬유를 포함하는, 스트레인 센서가, 평평한 캐리어의 제1 측면에 부착된다. 그런 다음, 접착 층이, 스트레인 센서 반대편의 캐리어의 측면에 적용된다. 전기 에너지가 공급될 수 있는 접점들을 갖는 가열 요소가, 접착 층 내에 또는 접착 층 상에 배열된다. 접착 층 상에의 가열 요소의 배열은, 이러한 배열이 쉽게 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 배열에서, 가열 요소는 바람직하게, 가열 요소와 레일 사이의 직접적인 접촉을 회피하기 위해 절연 외피를 갖도록 제공된다. 가열 요소가 접착 층의 2개의 층 사이에 샌드위치 구조로 배열되는 경우, 가열 요소의 절연 외피가, 접착 층이 충분히 두껍도록 선택된다면, 생략될 수 있다. 그러나, 가열 요소를 위한 절연 외피의 제공은, 이것이 장착 도중에 압력을 가하는데 더 큰 유연성을 허용하기 때문에, 여기에서도 또한 유리하다. 가열 요소는, 특히 2개의 열 활성화 접착 필름 사이에, 샌드위치 방식으로 배열되고 고정될 수 있다. 고정은, 예를 들어 정지 마찰 또는 열 활성화 필름들의 사전 적층을 사용하여, 가능하다.
본 발명의 추가 장점들이, 상세한 설명 및 도면에서 확인될 수 있다. 마찬가지로, 본 발명에 따르면, 전술한 특징들 및 이하에서 설명되는 특징들은 각각, 개별적으로 그 자체로 또는 임의의 종류의 복수의 조합에 대해, 사용될 수 있다. 도시되고 설명된 실시예들은, 총망라한 열거로서 이해되어서는 안 되며, 오히려 본 발명의 설명을 위한 예시적인 특성을 갖는다.
도 1은, 캐리어, 접착 층 및 접점들을 갖는, 적용된 레일 모니터링 요소를 포함하는 레일을 통한 단면도를 도시하고;
도 2는, 2개의 층 및 이들 사이에 배열되는 가열 요소로 구성되는, 접착 층을 갖는 캐리어를 포함하는 레일 모니터링 요소의 단면도를 도시하며;
도 3은, 접착 층 및 그 위에 배열되는 절연 외피를 갖는 가열 요소를 갖는, 캐리어를 포함하는 레일 모니터링 요소의 단면도를 도시하고;
도 4는 그리드 형태의 가열 요소를 포함하는 접착 층 및 전압 공급 장치의 개략도이며
도 5는 가열 요소를 포함하는 접착 층 및 제어 유닛의 개략도이고;
도 6은 그에 부착되는 레일 모니터링 요소를 갖는 레일의 사시도이다.
도 1은 레일 웹(ST)을 갖는 레일(S)을 통한 단면을 도시한다. 캐리어(T) 및 접착 층(K)을 포함하는 레일 모니터링 요소(SUE)가, 레일 웹에 장착된다. 본 발명에 따르면, 가열 요소(HE)가, 접착 층(K) 내에 배열된다. 접점들(KO)이, 가열 요소(HE)에 연결된다. 접점들(KO)은, 전기적 접점들이며 그리고 가열 요소(HE)에 전기 에너지를 공급하는 역할을 한다.
도 2는, 캐리어(T)에 적용되는 접착 층(K)이 2개의 층으로 구성되는, 본 발명에 따른 레일 모니터링 요소의 일 실시예를 도시한다. 가열 요소(HE)는, 접착 층(K)의 2개의 층 사이에 배열된다. 도 2는 이러한 배열을 통한 단면도를 도시한다. 본 예에서, 가열 요소(HE)는, 접착 층(K)의 2개의 층 사이에서 연장되는 와이어들로 구성된다. 전기 에너지가 가열 요소(HE)에 공급될 때, 접착 층(K)의 2개의 층은, 가열 요소(HE)를 연결하고 둘러싼다.
도 3은, 캐리어(T)에 적용되는 접착 층(K)이 단일 층인, 본 발명에 따른 레일 모니터링 요소의 다른 실시예를 도시한다. 가열 요소(HE)는, 접착 층(K)과 캐리어(T) 사이에 배열된다. 본 예에서, 가열 요소(HE)는, 절연 외피(I)에 의해 둘러싸이는 와이어들로 구성된다. 도 3은 이러한 배열을 통한 단면도를 도시한다. 도 3에 도시된 실시예에서, 가열 요소(HE)가 접착 층(K) 내에 완전히 매립되는 도 2에 도시된 실시예와 대조적으로, 접착 층(K)과 캐리어(T) 사이에 가열 요소(HE)를 배열하는 것이 가능하다. 여기에서, 캐리어(T)로부터의 전기 절연이, 절연 외피(I)에 의해 보장된다. 가열 요소(HE)에 전기 에너지를 공급함으로써, 접착 층(K)은, 캐리어(T)에 연결되며 그리고 가열 요소(HE)를 둘러싼다.
도 4는 가열 요소(HE)를 포함하는 접착 층(K)의 개략도이다. 이것은, 접착 층의 표면 영역에 평행한 (가열 요소가 접착 층 상에 배열되는 때의) 평면도 또는 (가열 요소가 접착 층 내에 또는 접착 층의 2개의 층 사이에 배열되는 때의) 단면도일 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 가열 요소는, 표면 위에서 지그재그로 그리고 구불구불하게 연장되는 와이어들에 의해 형성되는, 하나의 유형의 그리드를 형성한다. 가열 요소(HE)는, 접착 층(K)의 2개의 층 사이에서 연장될 수 있다. 가열 요소(HE)는, 예를 들어 배터리 형태의, 예를 들어 직류 전압원(V)이 그를 통해 연결되는 것인, 접점들(KO)을 갖는다. 가열 요소(HE)는, 전압원, 예를 들어 직류 전압원(V)을 통해, 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 직류 전압원(V) 대신에, 교류 전압원을 사용하는 것이 또한 가능하다.
도 5는 레일 모니터링 요소를 장착하기 위한 조립체(A)를 도시한다. 온도 센서(TS)가 또한, 가열 요소(HE)를 갖는 접착 층(K) 내에 배열된다. 도 4에서와 같이, 여기에서도 또한, 가열 요소(HE)는, 접촉 요소들(KO)을 통해 직류 전압원(V)에 연결된다. 접촉 요소들(KO)에 대한 직류 전압원(V)의 연결은, 제어 유닛(CU)에서 제어된다. 이러한 제어는, 제어 유닛(CU)에 의해 개방되고 폐쇄될 수 있는, 스위치(SW)를 통해 일어난다. 온도 센서(TS)는, 접착 층(K)의 온도를 검출한다. 수집된 데이터는, 제어 유닛(CU)에 의해 기록된다. 접촉 요소들(KO)을 통한 전기 에너지의 공급은, 접착 층(K)의 검출된 온도의 함수로서, 스위치(SW)를 통해 제어된다. 사용자가, 사용자 인터페이스(UI)를 통해 제어 유닛(CU)을 제어할 수 있다.
도 6은 중립 축(NF)을 포함하는 레일(S)의 사시도이다. 광섬유 센서 요소 형태의 레일 모니터링 요소(SUE)가, 레일(S)에 장착된다. 레일 모니터링 요소(SUE)는, 2개의 광섬유 브래그 격자(FBG)가 그 위에 사전 장착되는, 캐리어(T)를 포함한다. 광섬유(F)가, 레일 모니터링 요소(SUE) 상의 2개의 광섬유 브래그 격자(FBG)를 연결한다. 레일 모니터링 요소(SUE)는 바람직하게, 중립 축(NF)의 영역 내에 장착되어, 특히 각 광섬유 브래그 격자(FBG)가 중립 축(NF) 아래에 일 단부를 그리고 중립 축(NF) 위에 다른 단부를 갖도록 배열되도록 한다. 레일 모니터링 요소(SUE)의 캐리어(T)는 바람직하게, 레일(S)의 레일 웹(ST)에 장착된다. 장착 이후에, 직류 전압원은, 제거되며 그리고 부가적 레일 모니터링 요소들을 장착하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해, 레일 모니터링 요소(SUE)의 캐리어(T)와 레일(S) 사이의 간단하고 안전한 평면형 접합이, 가능해진다. 특히, 장착은, 더 저렴하고 단순화되고, 이는 특히, 현장에서의 활용도를 개선한다. 레일 모니터링 요소(SUE)는, 보다 빠르고 보다 안전하게 장착될 수 있다.
A: 장착 조립체
CU: 제어 유닛
F: 광섬유
FBG: 광섬유 브래그 격자
HE: 가열 요소
I: 전기 절연 외피
K: 접착 층
KO: 전기 접점
NF: 중립 축
S: 레일
ST: 레일 웹
SUE: 레일 모니터링 요소
SW: 스위치
T: 캐리어
TS: 온도 센서
UI: 사용자 인터페이스
V: 직류 전압원
참조 문헌 목록
DE 10 2017 216 811 A1
EP 3 069 952 A1
WO 2016/150670 A1
WO 2017/162829 A1

Claims (18)

  1. 특히 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating)(FBG)를 갖는 광섬유(F)를 포함하는 스트레인 센서(strain sensor)가 그 위에 부착되는 캐리어(T)를 포함하는 레일 모니터링 요소(rail-monitoring element)(SUE)로서, 상기 캐리어(T)는, 열 활성화 가능한 또는 열 경화성 접착제를 갖는 레일(S)에 대한 접착식 부착을 위한 접착 층(K)을 갖는 것인, 레일 모니터링 요소에 있어서,
    상기 접착 층(K)은, 전기 에너지가 공급될 수 있는 접점들(KO)을 갖는 가열 요소(HE)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 요소(HE)는, 와이어 형태인 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가열 요소(HE)는, 상기 접착 층 내에 그리드(grid) 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열 요소(HE)는, 평평한, 특히 필름, 메쉬(mesh) 또는 패브릭(fabric)인 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 요소(HE)는, 상기 접착 층(K) 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 요소(HE)는, 상기 접착 층에 적용되는 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 요소(HE)는, 열 전도성, 전기 절연 외피(I)를 갖는 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 층(K)은, 열 활성화 필름인 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    온도 센서(TS)가, 상기 접착 층 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접착 층(K)은, 적어도 0.5 mm의, 바람직하게는 적어도 0.8 mm의, 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 레일 모니터링 요소.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 레일 모니터링 요소 및 이동식 에너지 공급 장치(V)를 포함하는 장착 조립체(A)로서,
    상기 가열 요소(HE)는, 상기 이동식 에너지 공급 장치(V)에 전기적으로 연결되는 접점들(KO)을 포함하는 것인, 장착 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    온도 센서(TS)에 의해 검출되는 온도의 함수로서, 상기 가열 요소의 상기 접점들(KO)에 대한 상기 에너지 공급 장치(V)의 전기적 연결을 위한 스위치(SW)의 스위칭 상태를 제어하는 제어 유닛(CU)에 의해 특징지어지는 장착 조립체.
  13. 레일(S)의 장착 지점에 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 레일 모니터링 요소(SUE)를 장착하기 위한 방법으로서:
    - 캐리어(T)의 접착 층(K)이 상기 레일(S)과 접촉하도록, 상기 장착 지점에 상기 레일 모니터링 요소(SUE)를 배치하는 단계,
    - 가열 요소(HE)에 전기 에너지를 공급함으로써 상기 접착 층(K)을 가열하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전기 에너지는, 상기 접착제의 온도의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 접착 층(K)이 상기 레일(S) 상에 배열되기 이전에, 열이, 상기 장착 지점의 영역에서 상기 레일(S)에 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 레일 모니터링 요소(SUE)를 제조하기 위한 방법으로서:
    - 평평한 캐리어(T)의 제1 측면 상에, 특히 광섬유 브래그 격자(FBG)를 갖는 광섬유(F)를 포함하는, 스트레인 센서를 부착하는 단계,
    - 상기 스트레인 센서 반대편의 상기 캐리어의 측면 상에 접착 층(K)을 적용하는 단계를 포함하는 것인, 방법에 있어서,
    전기 에너지를 수용하기 위한 접점들(KO)을 갖는 가열 요소(HE)가, 상기 접착 층 내에 또는 상기 접착 층 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가열 요소는, 2개의 열 활성화 필름 사이에 배열되고 고정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 레일 모니터링 요소로서,
    제16항 또는 제17항에 따른 방법에 의해 제조되는 것인, 레일 모니터링 요소.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5981373A (ja) * 1982-10-30 1984-05-11 Toyota Motor Corp 熱硬化型接着剤の硬化促進方法
WO2019057875A1 (de) * 2017-09-22 2019-03-28 Thales Management & Services Deutschland Gmbh Verfahren zur montage eines schienenüberwachungselements
US20190105847A1 (en) * 2016-03-24 2019-04-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for connecting two joining elements

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8605334U1 (de) * 1986-02-27 1986-07-31 Busse Heizplattentechnik GmbH, 4992 Espelkamp Elektrisch beheizter, Temperatur-regelbarer druckfester Heizstab
CN103982502B (zh) * 2014-05-21 2015-12-30 大连理工大学 一种用于钢轨应力检测的应变片粘贴固定装置
PL3069952T3 (pl) 2015-03-20 2017-12-29 Thales Deutschland Gmbh Sposób liczenia osi i urządzenie do liczenia osi
CN108279037B (zh) * 2017-12-28 2020-05-19 北京交通大学 一种地铁轨道结构实时监测系统的布置方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5981373A (ja) * 1982-10-30 1984-05-11 Toyota Motor Corp 熱硬化型接着剤の硬化促進方法
US20190105847A1 (en) * 2016-03-24 2019-04-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for connecting two joining elements
WO2019057875A1 (de) * 2017-09-22 2019-03-28 Thales Management & Services Deutschland Gmbh Verfahren zur montage eines schienenüberwachungselements

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