本發(fā)明涉及壓力檢測領(lǐng)域，具體是一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鐵路多用于長距離的運(yùn)輸，因其速度快，價格便宜得到了快速的發(fā)展。當(dāng)火車處于超載或偏載的狀態(tài)下，極易造成交通事故，造成生命和財產(chǎn)的損失。但鐵道上車輛的超載、偏載和總重的檢測，目前還是采用停車檢測的方式，檢測方式麻煩且相對落后。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)，用來檢測貨運(yùn)車輛運(yùn)行中每節(jié)車輛的總重、超重和偏重等參數(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)，包括有多個壓力傳感器，依次連接的放大器、高速A/D轉(zhuǎn)換器、采集存儲器和數(shù)據(jù)處理芯片；所述的多個壓力傳感器均與放大器連接，多個壓力傳感器設(shè)置于一段枕木上且平均分配于兩個鋼軌的下方并沿鋼軌的中軸線對稱；所述的壓力傳感器包括有矩形的基板，基板相對的前、后端面上均設(shè)置有盲孔，且兩端面的盲孔同軸相對設(shè)置，盲孔內(nèi)均設(shè)置有電阻應(yīng)變片，所述的基板盲孔所在部分為工字梁結(jié)構(gòu)。

所述的數(shù)據(jù)處理芯片上連接有打印裝置。

所述的基板的下方連接有安裝板，基板鄰近兩端部設(shè)置有上下貫通的安裝孔，所述的基板相對的前、后端面上均設(shè)置有兩個盲孔，兩個盲孔位于基板兩端部安裝孔之間，前端面上的兩個盲孔與后端面上的兩個盲孔一一同軸相對設(shè)置，基板四個盲孔所在部分形成兩個工字梁結(jié)構(gòu)。

所述的基板的上端面上設(shè)置有鋼軌定位槽，所述的鋼軌架設(shè)于鋼軌定位槽內(nèi)且通過壓板壓緊，鋼軌定位螺栓依次穿過壓板、鋼軌、基板后定位于枕木上。

所述的電阻應(yīng)變片選用二片半橋型電阻應(yīng)變片，一個二片半橋型電阻應(yīng)變片中的二片電阻應(yīng)變片分別安裝于同軸的兩個盲孔中，且二個二片半橋型電阻應(yīng)變片連接組成惠斯登電橋。

所述的壓力傳感器為八個，每個鋼軌的下方設(shè)置有四個，且沿鋼軌的中軸線對稱。

所述的下方設(shè)置有壓力傳感器的鋼軌部分與原鋼軌為分割結(jié)構(gòu)，即形成斷軌。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明通過在枕木與鋼軌間安裝多個壓力傳感器，分別采集火車車輪經(jīng)過不同位置時的重量，并通過轉(zhuǎn)換分析處理得到鐵道車輛是否超載或偏載的結(jié)果，檢測精度高，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。本發(fā)明能夠?qū)\(yùn)行速度15km/h以下的貨物車輛進(jìn)行超偏載檢測，整體測量精度0.9％。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

圖2是本發(fā)明壓力傳感器的安裝主視圖。

圖3是本發(fā)明壓力傳感器的安裝俯視圖。

圖4是本發(fā)明壓力傳感器的主視圖。

圖5是本發(fā)明壓力傳感器的俯視圖。

圖6是本發(fā)明壓力傳感器的受力圖。

圖7是本發(fā)明工字梁結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明電阻應(yīng)變片的安裝結(jié)構(gòu)圖。

圖9是本發(fā)明惠斯登電橋的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明壓力傳感器采集到的信號模擬圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

見圖1-圖3，一種鐵道車輛超偏載檢測系統(tǒng)，包括有八個壓力傳感器01，依次連接的放大器02、高速A/D轉(zhuǎn)換器03、采集存儲器04、數(shù)據(jù)處理芯片05和打印裝置06；八個壓力傳感器01均與放大器02連接，多個壓力傳感器01設(shè)置于一段枕木07上且平均分配于兩個鋼軌08的下方并沿鋼軌08的中軸線對稱，下方設(shè)置有壓力傳感器01的鋼軌08部分與原鋼軌為分割結(jié)構(gòu)，即形成斷軌；八個壓力傳感器01的采集信號發(fā)送給放大器02進(jìn)行信號放大處理，然后由高速A/D轉(zhuǎn)換器03進(jìn)行模數(shù)準(zhǔn)換，采集存儲器04進(jìn)行采集存儲，數(shù)據(jù)處理芯片05進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，得到最終檢測結(jié)構(gòu)，并發(fā)送給打印裝置06進(jìn)行打印輸出。

見圖4-圖6，壓力傳感器01包括有矩形的基板11，基板11的下方連接有安裝板12，基板相對的前、后端面上均設(shè)置有兩個盲孔13，基板11鄰近兩端部設(shè)置有上下貫通的安裝孔14，兩個盲孔13位于基板11兩端部安裝孔14之間，前端面上的兩個盲孔12與后端面上的兩個盲孔12一一同軸相對設(shè)置，基板11四個盲孔所在部分形成兩個工字梁結(jié)構(gòu)(見圖7)，盲孔內(nèi)均設(shè)置有電阻應(yīng)變片15(見圖8)，電阻應(yīng)變片選用二片半橋型電阻應(yīng)變，一個二片半橋型電阻應(yīng)變片中的二片電阻應(yīng)變片(R1和R3)或(R2和R4)分別安裝于同軸的兩個盲孔12中，且二個二片半橋型電阻應(yīng)變片連接組成惠斯登電橋(見圖9)。

其中，基板11的上端面上設(shè)置有鋼軌定位槽16，鋼軌08架設(shè)于鋼軌定位槽16內(nèi)且通過壓板09壓緊，鋼軌定位螺栓依次穿過壓板09、鋼軌08、基板11和安裝板12后定位于枕木07上(見圖2)。

見圖6，壓力傳感器將支撐壓力F的剪力分解為左、右各半邊，分別形成一組F的剪力。

見圖7-圖9，剪力在彈性體敏感區(qū)(盲孔12處)的基板11上產(chǎn)生剪應(yīng)力，貼在基板11上的應(yīng)變計可以轉(zhuǎn)換成電阻的改變，再由惠斯登電橋電路變換出電壓毫伏信號。

“工字梁”腹板應(yīng)變計算：

根據(jù)材料力學(xué)，茹拉夫斯基公式，切應(yīng)力可表達(dá)為：

其中，S—靜矩，Jy—慣性矩，Q—剪力；

正應(yīng)變?yōu)椋?/p>

腹板根部：

腹板中心：

平均應(yīng)變：

電橋輸出：

強(qiáng)度核算：

對合金鋼而言：[σ]＝200—250MPa

[τ]＝150—187.5MPa；

工字梁上

根部彎曲應(yīng)力：

彈性體上

根部彎曲應(yīng)力：

過載保護(hù)：

中心撓度

得

說明當(dāng)傳感器承載超16.6t后，安裝板會起到保護(hù)作用。

當(dāng)車廂前部第一個輪子剛壓觸到測量區(qū)域(斷軌08)時，八個壓力傳感器01感測到一個約1/4的前軸重量，當(dāng)前部第二個輪子(輪距1.85米)接觸到測量區(qū)域(斷軌08時，八個壓力傳感器感受到約1/2的前軸重量，當(dāng)前部第一個輪子離開接觸到測量區(qū)域(斷軌)時，八個壓力傳感器感測又下降到約1/4的前軸重量。壓力傳感器采集到的信號模擬如圖10所示。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。