軌道接縫橫向錯位檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軌道接縫橫向錯位檢測裝置及方法，檢測裝置包括至少兩個測距傳感器，測距傳感器設(shè)置于鋼軌的側(cè)面，測距傳感器用于檢測鋼軌與測距傳感器之間的橫向距離，測距傳感器固定安裝在軌道的軌枕（6）或底座（7）上。檢測方法包括：安裝軌道接縫橫向錯位檢測裝置；基準(zhǔn)測量，計(jì)算基準(zhǔn)橫向距離差；錯位檢測，計(jì)算即時(shí)橫向距離差；對比即時(shí)橫向距離差與基準(zhǔn)橫向距離差的數(shù)值，分析錯位。本發(fā)明設(shè)備安裝后可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測，且檢測過程不影響列車的正常運(yùn)營，使用方便安全。通過檢測固定位置的傳感器與鋼軌之間的距離判斷鋼軌的橫向錯位，檢測結(jié)果可靠且精度高。可實(shí)現(xiàn)動態(tài)的、遠(yuǎn)程的軌道接縫錯位檢測，可適用于大規(guī)模批量檢測。
【專利說明】
軌道接縫橫向錯位檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路安全檢測裝置，特別是涉及一種軌道接縫橫向錯位檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國鐵路經(jīng)歷最近十幾年的發(fā)展，逐步路身世界尚速鐵路發(fā)達(dá)國家彳丁列，中國鐵路的跨越式發(fā)展步伐帶動了我國鐵路運(yùn)輸裝備現(xiàn)代化、鐵路基礎(chǔ)設(shè)施管理科學(xué)化、鐵路通信設(shè)備信息化、鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維修機(jī)械化的過程，為我國高速鐵路運(yùn)輸科技保安全打下良好基礎(chǔ)。提速改造的過程也促進(jìn)了軌道檢測技術(shù)的發(fā)展。
[0003]隨著提速改造工程的不斷深入，無砟軌道的使用也越來越廣泛。無砟軌道又稱無碴軌道，是指采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎(chǔ)取代散粒碎石道床的軌道結(jié)構(gòu)。其軌枕本身由混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鋼軌、軌枕直接鋪在混凝土路基上。無砟軌道是當(dāng)今世界先進(jìn)的軌道技術(shù)，可以減少維護(hù)、降低粉塵、美化環(huán)境，而且列車時(shí)速可以達(dá)到400公里以上。無砟軌道平順性好，穩(wěn)定性好，使用壽命長，耐久性好，維修工作少，避免了飛濺道砟。
[0004]無砟軌道在建設(shè)施工過程中，每隔1.5KM左右都會設(shè)置一個接縫，該接縫主要起到緩沖保護(hù)的作用。然而，在列車長期高速行駛所帶來的沖擊力影響下，接縫處相鄰鋼軌之間容易發(fā)生橫向錯位，這破壞了軌道的平順性，甚至可能直接造成列車的脫軌，嚴(yán)重影響列車的行車安全。
[0005]傳統(tǒng)接縫錯位的檢測方式是在列車停止運(yùn)營后，依靠軌道檢測車進(jìn)行錯位的感知，如果軌道檢測車在駛過接縫處時(shí)明顯感覺到有橫向的震動，則初步判定為鋼軌發(fā)生了橫向錯位，此時(shí)再由工程檢測人員進(jìn)行進(jìn)一步檢測核實(shí)。這種傳統(tǒng)檢測方式存在以下問題:I)需要在列車停運(yùn)之后才能完成檢測，列車一般在凌晨1-4點(diǎn)需要停運(yùn)以配合安全檢查，極大程度上影響了鐵路運(yùn)輸效率和效益，存在很大使用局限。2)依賴工程人員的經(jīng)驗(yàn)判斷軌道檢測車在駛過接縫處時(shí)是否有橫向震動感，測量準(zhǔn)確度不高。3)無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的、動態(tài)的、遠(yuǎn)程的、大規(guī)模批量錯位檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)時(shí)、動態(tài)、遠(yuǎn)程、適用于大規(guī)模批量檢測的軌道接縫橫向錯位檢測裝置及方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:軌道接縫橫向錯位檢測裝置，用于檢測軌道接縫處相鄰鋼軌之間的橫向錯位，包括至少兩個測距傳感器，第一測距傳感器設(shè)置于第一鋼軌的側(cè)面，第一測距傳感器用于檢測第一鋼軌與第一測距傳感器之間的橫向距離;第二測距傳感器設(shè)置于第二鋼軌的側(cè)面，第二測距傳感器用于檢測第二鋼軌與第二測距傳感器之間的橫向距離;第一測距傳感器和第二測距傳感器均固定安裝在軌道的軌枕或底座上。
[0008]所述的第一測距傳感器和第二測距傳感器分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上。
[0009]所述的第一測距傳感器和第二測距傳感器通過連接部件連接為一個傳感器組，該傳感器組整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上。
[0010]所述的第一測距傳感器和第二測距傳感器澆注固定于軌道的軌枕或底座內(nèi)。
[0011]軌道接縫橫向錯位檢測裝置，還包括采集儀，各測距傳感器的輸出端均與采集儀相連，采集儀用于根據(jù)測距傳感器檢測到的距離數(shù)據(jù)分析相鄰鋼軌之間的橫向錯位。
[0012]所述的采集儀上設(shè)置有通訊總線接口，用于實(shí)現(xiàn)采集儀與上位機(jī)或監(jiān)測中心服務(wù)器的通訊連接。
[0013]所述的測距傳感器為接觸式傳感器或非接觸式傳感器，非接觸式傳感器包括超聲波測距傳感器、激光測距傳感器、紅外線測距傳感器或雷達(dá)傳感器中的任意一種或多種的組合。
[0014]軌道接縫橫向錯位檢測方法，包括以下步驟:
S1:安裝軌道接縫橫向錯位檢測裝置:在第一鋼軌的側(cè)面設(shè)置第一測距傳感器，在第二鋼軌的側(cè)面設(shè)置第二測距傳感器，測距傳感器均固定安裝在軌道的軌枕或底座上；
S2:基準(zhǔn)測量，包括以下步驟:
S201:測量基準(zhǔn)橫向距離:第一測距傳感器測量第一鋼軌與第一測距傳感器之間的基準(zhǔn)橫向距離L1、第二測距傳感器測量第二鋼軌與第二測距傳感器之間的基準(zhǔn)橫向距離L2;
S202:計(jì)算基準(zhǔn)橫向距離差:根據(jù)步驟S201測得的基準(zhǔn)橫向距離L1、L2計(jì)算基準(zhǔn)橫向距離差，基準(zhǔn)橫向距離差Δ L=L2-L1 ；
S3:錯位檢測，包括以下步驟:
S301:測量即時(shí)橫向距離:第一測距傳感器測量第一鋼軌與第一測距傳感器之間的即時(shí)橫向距離LI’、第二測距傳感器測量第二鋼軌與第二測距傳感器之間的即時(shí)橫向距離L2,；
S302:計(jì)算即時(shí)橫向距離差:根據(jù)步驟S301測得的即時(shí)橫向距離L1’、L2’計(jì)算即時(shí)橫向距離差，即時(shí)橫向距離差A(yù)L’=L2’-LI’；
S303:錯位分析:對比即時(shí)橫向距離差A(yù) L’與基準(zhǔn)橫向距離差Λ L的數(shù)值，若Δ L’ = ΔL，則未發(fā)生橫向錯位;若AL’# AL，則發(fā)生了橫向錯位，橫向錯位的距離為AL’-AL。
[0015]所述的第一測距傳感器和第二測距傳感器分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上，或是第一測距傳感器和第二測距傳感器通過連接部件連接為一個傳感器組，該傳感器組整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上。
[0016]所述的第一測距傳感器和第二測距傳感器澆注固定于軌道的軌枕或底座內(nèi)。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
I)設(shè)備安裝后可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測，且檢測過程不影響列車的正常運(yùn)營，可有效延長鐵路運(yùn)營時(shí)間，極大提高鐵路運(yùn)輸效率和效益，使用方便安全。
[0018]2)通過檢測固定位置的傳感器與鋼軌之間的距離判斷鋼軌的橫向錯位，檢測結(jié)果可靠且精度高。
[0019]3)可實(shí)現(xiàn)動態(tài)的、遠(yuǎn)程的軌道接縫錯位檢測，可適用于大規(guī)模批量檢測。
[0020]4)在澆注軌枕或底座時(shí)，將傳感器澆注固定于軌道的軌枕或底座內(nèi)，這種安裝方式安全性高，即使在列車駛過的巨大沖擊力下，傳感器也不易被吹起或脫落，滿足安全施工要求。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)截面圖一；
圖3為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)截面圖二；
圖中，1-接縫，2-第一鋼軌，3-第二鋼軌，4-第一測距傳感器，5-第二測距傳感器，6-軌枕，7-底座，8-米集儀，9-機(jī)箱。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
[0023]如圖1所示，軌道接縫橫向錯位檢測裝置，用于檢測軌道接縫I處相鄰鋼軌(第一鋼軌2、第二鋼軌3)之間的橫向錯位，每個軌道接縫處均可設(shè)置一組測距傳感器，每組測距傳感器包括至少兩個測距傳感器，第一測距傳感器4設(shè)置于第一鋼軌2的側(cè)面，第一測距傳感器4用于檢測第一鋼軌2與第一測距傳感器4之間的橫向距離;第二測距傳感器5設(shè)置于第二鋼軌3的側(cè)面，第二測距傳感器5用于檢測第二鋼軌3與第二測距傳感器5之間的橫向距離；為了保證檢測數(shù)據(jù)的可靠性，測距傳感器的位置必須固定，因此需將測距傳感器固定安裝在軌道的軌枕6上或是底座7上。如圖2所示，測距傳感器固定安裝在軌道的軌枕6上，如圖3所示，測距傳感器固定安裝在軌道的底座7上。固定安裝方式可采用(但不限于)以下三種:
1、第一測距傳感器4和第二測距傳感器5分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕6或底座7上。
[0024]2、第一測距傳感器4和第二測距傳感器5通過連接部件連接為一個傳感器組，該傳感器組作為整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕6或底座7上。
[0025]3、在澆注軌枕6或底座7時(shí)，第一測距傳感器4和第二測距傳感器5澆注固定于軌道的軌枕6或底座7內(nèi)。這種安裝方式安全性高，即使在列車駛過的巨大沖擊力下，傳感器也不易被吹起或脫落。
[0026]軌道接縫橫向錯位檢測裝置，還包括采集儀8，各測距傳感器的輸出端均與采集儀8相連，采集儀8用于根據(jù)測距傳感器檢測到的距離數(shù)據(jù)分析相鄰鋼軌之間的橫向錯位。采集儀8可以如圖2所示通過有線或無線方式外接，也可以如圖3所示與傳感器一起集成在機(jī)箱9內(nèi)。
[0027]作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的采集儀8上設(shè)置有通訊總線接口，用于實(shí)現(xiàn)采集儀8與上位機(jī)或監(jiān)測中心服務(wù)器的通訊連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和規(guī)?；瘷z測。
[0028]所述的測距傳感器可以是接觸式傳感器或是非接觸式傳感器，非接觸式傳感器包括超聲波測距傳感器、激光測距傳感器、紅外線測距傳感器或雷達(dá)傳感器中的任意一種或多種的組合。
[0029 ]軌道接縫橫向錯位檢測方法，包括以下步驟:
S1:安裝軌道接縫橫向錯位檢測裝置:在第一鋼軌2的側(cè)面設(shè)置第一測距傳感器4，在第二鋼軌3的側(cè)面設(shè)置第二測距傳感器5，測距傳感器均固定安裝在軌道的軌枕6或底座7上；
S2:基準(zhǔn)測量，包括以下步驟:
S201:測量基準(zhǔn)橫向距離:第一測距傳感器4測量第一鋼軌2與第一測距傳感器4之間的基準(zhǔn)橫向距離L1、第二測距傳感器5測量第二鋼軌3與第二測距傳感器5之間的基準(zhǔn)橫向距離L2;
S202:計(jì)算基準(zhǔn)橫向距離差:根據(jù)步驟S201測得的基準(zhǔn)橫向距離L1、L2計(jì)算基準(zhǔn)橫向距離差，基準(zhǔn)橫向距離差△ L=L2-L1 (要考慮數(shù)值正負(fù))；
S3:錯位檢測，包括以下步驟:
S301:測量即時(shí)橫向距離:第一測距傳感器4測量第一鋼軌2與第一測距傳感器4之間的即時(shí)橫向距離LI’、第二測距傳感器5測量第二鋼軌3與第二測距傳感器5之間的即時(shí)橫向距離 L2，；
S302:計(jì)算即時(shí)橫向距離差:根據(jù)步驟S301測得的即時(shí)橫向距離L1’、L2’計(jì)算即時(shí)橫向距離差，即時(shí)橫向距離差A(yù)L’=L2’-LI’；
S303:錯位分析:對比即時(shí)橫向距離差A(yù) L’與基準(zhǔn)橫向距離差Λ L的數(shù)值，若Δ L’ = ΔL，則未發(fā)生橫向錯位;若AL’# AL，則發(fā)生了橫向錯位，橫向錯位的距離為AL’-AL。
[0030]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進(jìn)行改動。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.軌道接縫橫向錯位檢測裝置，用于檢測軌道接縫(I)處相鄰鋼軌之間的橫向錯位，其特征在于:包括至少兩個測距傳感器，第一測距傳感器(4)設(shè)置于第一鋼軌(2)的側(cè)面，第一測距傳感器(4)用于檢測第一鋼軌(2)與第一測距傳感器(4)之間的橫向距離；第二測距傳感器(5)設(shè)置于第二鋼軌(3)的側(cè)面，第二測距傳感器(5)用于檢測第二鋼軌(3)與第二測距傳感器(5)之間的橫向距離；第一測距傳感器(4)和第二測距傳感器(5)均固定安裝在軌道的軌枕(6)或底座(7)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道接縫橫向錯位檢測裝置，其特征在于:所述的第一測距傳感器(4)和第二測距傳感器(5)分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕(6)或底座(7)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道接縫橫向錯位檢測裝置，其特征在于:所述的第一測距傳感器(4)和第二測距傳感器(5)通過連接部件連接為一個傳感器組，該傳感器組整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕(6)或底座(7)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道接縫橫向錯位檢測裝置，其特征在于:所述的第一測距傳感器(4)和第二測距傳感器(5)澆注固定于軌道的軌枕(6)或底座(7)內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道接縫橫向錯位檢測裝置，其特征在于:還包括采集儀(8)，各測距傳感器的輸出端均與采集儀(8)相連，采集儀(8)用于根據(jù)測距傳感器檢測到的距離數(shù)據(jù)分析相鄰鋼軌之間的橫向錯位。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軌道接縫橫向錯位檢測裝置，其特征在于:所述的采集儀(8)上設(shè)置有通訊總線接口，用于實(shí)現(xiàn)采集儀(8)與上位機(jī)或監(jiān)測中心服務(wù)器的通訊連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軌道接縫橫向錯位檢測裝置，其特征在于:所述的測距傳感器為接觸式傳感器或非接觸式傳感器，非接觸式傳感器包括超聲波測距傳感器、激光測距傳感器、紅外線測距傳感器或雷達(dá)傳感器中的任意一種或多種的組合。8.軌道接縫橫向錯位檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:安裝軌道接縫橫向錯位檢測裝置:在第一鋼軌(2)的側(cè)面設(shè)置第一測距傳感器(4)，在第二鋼軌(3)的側(cè)面設(shè)置第二測距傳感器(5)，測距傳感器均固定安裝在軌道的軌枕(6)或底座(7)上； S2:基準(zhǔn)測量，包括以下步驟: S201:測量基準(zhǔn)橫向距離:第一測距傳感器(4)測量第一鋼軌(2)與第一測距傳感器(4)之間的基準(zhǔn)橫向距離L1、第二測距傳感器(5)測量第二鋼軌(3)與第二測距傳感器(5)之間的基準(zhǔn)橫向距離L2; S202:計(jì)算基準(zhǔn)橫向距離差:根據(jù)步驟S201測得的基準(zhǔn)橫向距離L1、L2計(jì)算基準(zhǔn)橫向距離差，基準(zhǔn)橫向距離差Δ L=L2-L1 ； S3:錯位檢測，包括以下步驟: S301:測量即時(shí)橫向距離:第一測距傳感器(4)測量第一鋼軌(2)與第一測距傳感器(4)之間的即時(shí)橫向距離LI’、第二測距傳感器(5)測量第二鋼軌(3)與第二測距傳感器(5)之間的即時(shí)橫向距離L2’ ； S302:計(jì)算即時(shí)橫向距離差:根據(jù)步驟S301測得的即時(shí)橫向距離L1’、L2’計(jì)算即時(shí)橫向距離差，即時(shí)橫向距離差A(yù)L’=L2’-LI’； S303:錯位分析:對比即時(shí)橫向距離差Λ L ’與基準(zhǔn)橫向距離差Λ L的數(shù)值，若Δ L ’ = ΔL，則未發(fā)生橫向錯位;若AL’# AL，則發(fā)生了橫向錯位，橫向錯位的距離為AL’-AL。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軌道接縫橫向錯位檢測方法，其特征在于:所述的第一測距傳感器(4)和第二測距傳感器(5)分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕(6)或底座(7)上，或是第一測距傳感器(4)和第二測距傳感器(5)通過連接部件連接為一個傳感器組，該傳感器組整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕(6)或底座(7)上。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軌道接縫橫向錯位檢測方法，其特征在于:所述的第一測距傳感器(4)和第二測距傳感器(5)澆注固定于軌道的軌枕(6)或底座(7)內(nèi)。
【文檔編號】H04L29/08GK106004928SQ201610531214
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月7日
【發(fā)明人】楊紹荃, 楊波
【申請人】四川金碼科技有限公司