RU2674547C1 - Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути - Google Patents
Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674547C1 RU2674547C1 RU2018106726A RU2018106726A RU2674547C1 RU 2674547 C1 RU2674547 C1 RU 2674547C1 RU 2018106726 A RU2018106726 A RU 2018106726A RU 2018106726 A RU2018106726 A RU 2018106726A RU 2674547 C1 RU2674547 C1 RU 2674547C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- sensor
- rod
- monitoring
- cylindrical element
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
- B61K9/08—Measuring installations for surveying permanent way
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or vehicle train, e.g. pedals
- B61L1/02—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
- B61L1/04—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts mechanically actuated by a part of the vehicle
Abstract
Изобретение относится к средствам контроля и диагностики и может быть использовано, в частности, для определения наличия подвижных единиц на контролируемом участке. Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути содержит чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля, размещенного внутри корпуса, который снабжен средством для крепления его к рельсу. Корпус выполнен в виде стакана с симметрично расположенными отверстиями в нижней части боковой стенки, через которые пропущен волоконно-оптический кабель, удерживаемый эластичным наполнителем, которым заполнена нижняя часть полости корпуса. На поверхности эластичного наполнителя установлен цилиндрический элемент, взаимодействующий с подпружиненной головной частью датчика, у которой в центральное отверстие с резьбой ввернут шток с ограничителем. Шток вставлен в центральное сквозное отверстие цилиндрического элемента, а между ограничителем и цилиндрическим элементом установлена пружина с регулируемой жесткостью посредством штока. В результате повышается надежность работы волоконно-оптического датчика за счет обеспечения нормированной силы воздействия на него в процессе его работы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к средствам контроля и диагностики и может быть использовано, в частности для определения наличия подвижных единиц на контролируемом участке.
Известен волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути, который при использовании укладывается вдоль контролируемого железнодорожного пути между подошвой рельса и поверхностью шпал в канавках резиновых подкладок (RU 2346839, B61L 1/00, 10.03.2008).
При практическом использовании волоконно-оптических датчиков возникает ряд проблем. Волоконно-оптические датчики на основе стекловолокна недостаточно прочные из-за их хрупкости, что часто приводит к выходу их из строя. Более устойчивые к механическим воздействиям волоконно-оптические датчики на основе полимерных материалов. Однако они обладают худшими характеристиками проводимости сигналов, что вносит существенную ошибку при идентификации выходного сигнала датчика.
В связи с этим возникает задача создания датчика для мониторинга железнодорожного пути, в котором сила воздействия на него будет строго нормирована, т.е. не будет зависеть от массы подвижной единицы, от свойств грунта, температурного режима и других факторов.
В качестве прототипа выбран волоконно-оптический датчик давления, выполненный на основе оптического волокна, содержащего участки ввода и вывода излучения, а также участок, размещенный в пропускном канале резинового корпуса прямоугольного сечения, при этом участки ввода и вывода излучения оптического волокна пропущены через металлический рукав, а пропускной канал включает, по меньшей мере, один участок для размещения оптического кабеля параллельно основанию корпуса, выполненный в виде паза с рифленой поверхностью в основании, причем оптическое волокно в пазу прижато к вершинам выступов рифленой поверхности пластиной из термостойкой резины (RU 2420719, G01L11/02, (10.06.06). При использовании волоконно-оптического датчика давления, например, для измерения давления железнодорожного состава на рельсы корпус с чувствительными элементами устанавливают основанием на шпалу непосредственно под рельс. Входной участок кабеля подключают к источнику излучения, а выходной - к измерительной системе.
Недостатком волоконно-оптического датчика давления, как и вышеуказанного датчика для мониторинга железнодорожного пути, является невысокая надежность работы, обусловленная воздействием на датчик ненормированной силой в процессе его работы, которая может привести либо к ошибке при идентификации выходного сигнала, либо к выходу его из строя.
Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы волоконно-оптического датчика за счет обеспечения нормированной силы воздействия на него в процессе его работы.
Технический результат достигается тем, что в волоконно-оптическом датчике для мониторинга железнодорожного пути, содержащем чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля, размещенного внутри корпуса, согласно изобретению корпус снабжен средством для крепления его к рельсу и выполнен в виде стакана с симметрично расположенными отверстиями в нижней части боковой стенки, через которые пропущен волоконно-оптический кабель, удерживаемый эластичным наполнителем, которым заполнена нижняя часть полости корпуса, на поверхности эластичного наполнителя установлен цилиндрический элемент, взаимодействующий с подпружиненной головной частью датчика, у которой в центральное отверстие с резьбой ввернут шток с ограничителем, шток вставлен в центральное сквозное отверстие цилиндрического элемента, а между ограничителем и цилиндрическим элементом установлена пружина с регулируемой жесткостью посредством штока.
На чертеже приведено схематическое изображение волоконно-оптического датчика для мониторинга железнодорожного пути.
Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути содержит чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля 1, размещенного внутри корпуса 2, который снабжен средством 3 для крепления его к рельсу 4, корпус 2 выполнен в виде стакана с симметрично расположенными отверстиями в нижней части боковой стенки, через которые пропущен волоконно-оптический кабель 1, удерживаемый эластичным наполнителем 5, которым заполнена нижняя часть полости корпуса 2, на поверхности эластичного наполнителя 5 установлен цилиндрический элемент 6, взаимодействующий с подпружиненной головной частью 7 датчика, у которой в центральное отверстие с резьбой ввернут шток 8 с ограничителем 9, шток 8 вставлен в центральное сквозное отверстие 10 цилиндрического элемента 6, а между ограничителем 9 и цилиндрическим элементом 6 установлена пружина 11 с регулируемой жесткостью посредством штока 8.
Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути работает следующим образом.
Волоконно-оптический датчик с помощью средства 3 прикреплен к рельсу 4. Такое средство крепления может быть выполнено в виде стержня, один конец которого приварен к корпусу 2 датчика, а другой конец стержня, на котором имеется резьба, проходит через отверстие в шейке рельсе и закрепляется посредством гайки.
При движении подвижной единицы реборда ее колеса нажимает на головную часть 7 датчика. В результате чего головная часть 7 датчика вместе со штоком 8 перемещаются, оказывая давление на пружину 11, под воздействием которой перемещается цилиндрический элемент 6, сжимающий эластичный наполнитель 5 и находящийся в нем волоконно-оптический кабель 1. Так как волоконно-оптический датчик жестко прикреплен к рельсу, а перед началом эксплуатации волоконно-оптического датчика у него предварительно регулируется жесткость пружины 11 посредством вращения штока 8, то сила воздействия на волоконно-оптический кабель 1 будет соответствовать заранее установленному при настройке значению. То есть сила давления на волоконно-оптический кабель 1 при взаимодействии колеса подвижной единицы с датчиком будет строго нормирована (не зависеть от массы подвижной единицы, свойств грунта, температурного режима и др. факторов).
После проезда колеса (прекращения воздействия на датчик) эластичный наполнитель 5 восстанавливает свою первоначальную форму за счет внутренних свойств упругости и возвращает цилиндрический элемент 6 вместе с пружиной 11, головной частью 7 датчика и штоком 8 в первоначальное положение. В качестве эластичного наполнителя 5 может быть использован, например, материал из группы эластомеров, обладающих высокоэластичными свойствами при температуре от -550 C и выше.
Отсутствие чрезмерного давления на волоконно-оптический кабель исключает возможность его разрушения, а фиксированная величина силы нажатия на волоконно-оптический кабель позволяет получить стабильные параметры выходного сигнала датчика. Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает высокую надежность работы волоконно-оптического датчика в целом.
Claims (1)
- Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути, содержащий чувствительный элемент в виде волоконно-оптического кабеля, размещенного внутри корпуса, отличающийся тем, что корпус снабжен средством для крепления его к рельсу и выполнен в виде стакана с симметрично расположенными отверстиями в нижней части боковой стенки, через которые пропущен волоконно-оптический кабель, удерживаемый эластичным наполнителем, которым заполнена нижняя часть полости корпуса, на поверхности эластичного наполнителя установлен цилиндрический элемент, взаимодействующий с подпружиненной головной частью датчика, у которой в центральное отверстие с резьбой ввернут шток с ограничителем, шток вставлен в центральное сквозное отверстие цилиндрического элемента, а между ограничителем и цилиндрическим элементом установлена пружина с регулируемой жесткостью посредством штока.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106726A RU2674547C1 (ru) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018106726A RU2674547C1 (ru) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2674547C1 true RU2674547C1 (ru) | 2018-12-11 |
Family
ID=64753310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018106726A RU2674547C1 (ru) | 2018-02-26 | 2018-02-26 | Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674547C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU199709U1 (ru) * | 2020-06-15 | 2020-09-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Волоконно-оптический датчик усилий |
| US20210347394A1 (en) * | 2018-11-26 | 2021-11-11 | Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gesellschaft M.B.H. | A measuring arrangement for monitoring a railway track |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529267A (en) * | 1995-07-21 | 1996-06-25 | Union Switch & Signal Inc. | Railway structure hazard predictor |
| RU2346839C2 (ru) * | 2006-08-28 | 2009-02-20 | Игорь Давидович Долгий | Волноводно-оптический датчик мониторинга железнодорожного пути |
| RU2420719C1 (ru) * | 2010-02-25 | 2011-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Волоконно-оптический датчик давления |
| CN103323157A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-25 | 武汉理工大学 | 铁路道岔转辙机锁闭杆应力增敏的光纤光栅动态监测方法及装置 |
-
2018
- 2018-02-26 RU RU2018106726A patent/RU2674547C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529267A (en) * | 1995-07-21 | 1996-06-25 | Union Switch & Signal Inc. | Railway structure hazard predictor |
| RU2346839C2 (ru) * | 2006-08-28 | 2009-02-20 | Игорь Давидович Долгий | Волноводно-оптический датчик мониторинга железнодорожного пути |
| RU2420719C1 (ru) * | 2010-02-25 | 2011-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Волоконно-оптический датчик давления |
| CN103323157A (zh) * | 2013-06-07 | 2013-09-25 | 武汉理工大学 | 铁路道岔转辙机锁闭杆应力增敏的光纤光栅动态监测方法及装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210347394A1 (en) * | 2018-11-26 | 2021-11-11 | Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gesellschaft M.B.H. | A measuring arrangement for monitoring a railway track |
| RU199709U1 (ru) * | 2020-06-15 | 2020-09-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Череповецкий государственный университет" | Волоконно-оптический датчик усилий |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2674547C1 (ru) | Волоконно-оптический датчик для мониторинга железнодорожного пути | |
| US6571639B1 (en) | Fiber optic system | |
| US7856888B2 (en) | Fiber optic strain gage and carrier | |
| CN107941398B (zh) | 监测支座及智能监测系统 | |
| CN104101307B (zh) | 一种同时测量钢筋温度、应变的光纤光栅应变计 | |
| CN110542385A (zh) | 一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器 | |
| KR101989425B1 (ko) | 철도레일 장착용 온도센서 고정장치 | |
| CN205607584U (zh) | 一种光纤光栅气压传感器 | |
| US2099662A (en) | Dynamometer | |
| CN107504988B (zh) | 基于复合梁结构的光纤光栅传感实验系统 | |
| KR101090687B1 (ko) | 인장,압축 및 피로시험용 익스텐소미터 거치대 | |
| KR101620338B1 (ko) | 압력센서 시험 장치 | |
| RU2017111324A (ru) | Способ и система для измерения влажности пульпового материала, находящегося на ленточном сите | |
| Xu et al. | Fiber optic displacement sensor used in railway turnout contact monitoring system | |
| US1125236A (en) | Strain-indicator. | |
| CN103363903B (zh) | 传感器结构和包括所述传感器结构的光纤光栅位移传感器 | |
| CN210513022U (zh) | 一种对称式大量程的光纤光栅位移传感器 | |
| RU199709U1 (ru) | Волоконно-оптический датчик усилий | |
| US1696148A (en) | Dynamometer | |
| CN105403333A (zh) | 桥梁支座弹性体载荷力测量方法及支座弹性体 | |
| CN105403334B (zh) | 一种基于位移放大装置自动识别技术的传感器 | |
| SU401361A1 (ru) | Прибор для проверки прочности мостовидных зубных протезов | |
| CN110045149A (zh) | 一种光纤光栅加速度传感器及加速度检测方法 | |
| DE102011121118B3 (de) | Verfahren zur in-situ spannungsoptischen Erfassung von Belastungszuständen und belastungsbedingten Schädigungen | |
| KR20060025908A (ko) | 광섬유격자센서 패키지 |