专利名称：钢轨温度和位移检测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路无缝线路区段的钢轨温度和钢轨顺向位移的检 测，具体涉及一种钢轨温度和位移检测仪。
技术背景铁路无缝线路的钢轨w，随着一年四季的温度变化，因热胀冷缩的原理，钢轨w内部产生很大的应力，又因钢轨w紧固状态的不同， 个别区域的钢轨w会产生顺向爬行(位移)，或者断轨。直接影响行车 安全。为了解决这问题，铁路维修部门工人就要随时掌握钢轨w温度， (可以算钢轨内部应力大力)和钢轨w顺向爬行位移。铁道部技术规程对此检测有明确要求。过去铁路部门对此检测方法落后、费时、费工，还不准确。具体方法是钢轨温度检测采用接触式温度测量。钢轨W爬行位移检测采 用拉线C的办法或光学镜子用眼晴观测的办法。如图1所示。即在钢 轨W两侧埋定位桩A，通过定位桩拉线C，在连线的钢轨w上划定位线 B(标志线)。每次测量时，通过两桩拉线C (或连线)，用眼睛或光 学镜子观察拉线与钢轨上的标志(划线)的距路变化，视为钢轨w顺 行爬行位移。此种方法落差大、费时。本发明的仪器可以克服上述缺 点。发明内容(一) 要解决的技术问题本发明的目的是提供一种操作方便、工作安全、检测准确的钢轨 温度和位移检测仪，从而实现自动检测、记录、显示检测参数，并可 与网络连接，自动进行数据交换。(二) 技术方案为了达到上述目的，本发明采取以下方案本发明的钢轨温度和位移检测仪，包括位于钢轨边的定位桩，还 包括轨腰定位无源标签、轨腰测量仪、手持遥控器，其中，所述轨 腰定位无源标签粘贴于钢轨的轨腰处，该轨腰处与定位桩上的定位线相对应；所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连 接；所述手持遥控器通过无线通讯信号与轨腰测量仪接通。其中，所述轨腰定位无源标签包括微波模块、塑料盒，其中，微 波芯片安装在塑料盒内，通过环氧树脂密封。其中，所述轨腰测量仪包括外壳、可移动红色激光定位头、低速 马达、数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器、中央处理器、无 线通讯模块、接口电路、存储模块，其中，中央处理器与存储模块、 无线通讯模块连接，并通过接口电路分别与可移动红色激光定位头、 低速马达、数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器连接。其中，所述手持遥控器包括中央处理器、USB接口、接口电路、天线、无线模块、显示器、键盘、存储模块，其中，中央处理器接USB接口，并通过接口电路分别与无线模块、显示器、键盘、存储模块连接，天线接无线模块。其中，所述微波模块包括环形夭线、与环形天线连接的微波收发 处理器。其中，所述轨腰测量仪外壳上设有凹形定位槽、磁座、矩形孔、 圆孔，其中，凹形定位槽位于外壳反面的中央，磁座在外壳反面的中 部，圆孔在外壳反面的右上方，矩形孔在外壳正面的中部。其中，所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处 连接是通过轨腰测量仪背面的磁座与轨腰连接，轨腰测量仪背面凹 形槽正好扣在无源标签上。其中，所述可移动红色激光定位头发出的的红色激光照射在钢轨 边定位桩的定位线上。(三)有益效果 由于采用以上方案，本发明的优点在于1、 采用轨腰定位无源标签粘贴于钢轨上，解决了两个问题，其 一记忆钢轨安装时的初始位置，即起到定位点作用，本发明测得无源 标签与轨边定位桩的移动距离，即为钢轨移动距离；其二由于钢轨定 位无源标签无源又是有唯一身份号，这样就可利用它的号码在数据库 中建立相对应的应用数据。如安装时间、地点、钢轨参数、安装人、 维修单位等信息。2、 本发明釆用综合的成熟的电子技术完成简便、快速可靠的测 量，测量准确、操作方便，构成了综合的便携式仪表，满足铁路部门 的使用要求。3、 本发明釆用手持遥控器，使测量时，人可离开铁路线路，保 证来火车时人员安全；又因遥控器内建有数据库，使测量时，不用人工记录，可事后处理。
图l是已有技术钢轨温度和位移的检测的示意图；图2是本发明钢轨定位无源标签的结构示意图；图3是本发明钢轨定位无源标签的电原理图；图4是本发明轨腰测量仪外壳的结构示意图；图5是本发明轨腰测量仪电原理图；图6是本发明轨腰测量仪内部结构示意图；图7是本发明手持遥控器的外部结构示意图；图8是本发明手持遥控器的电原理图；图9是本发明安装使用的结构示意图；图10是本发明轨腰定位无源标签安装示意图；图1 l是本发明轨腰测量仪使用的示意图。图中，W、钢轨，A、定位桩，B、定位桩上的定位线，C、拉线，D、拉线在轨底投影，E、轨底定位线，F、钢板尺，X、钢轨顺向位 移尺寸，T、接触式轨温计，1、轨腰定位无源标签外壳，2、天线，3、 印制刷电路板I, 4、微波芯片，5环形天线，6、微波收发处理器，7、轨腰测量仪外壳，8、凹形定位槽，9、红外测温圆孔，IO红激光定位头，11、矩形孔，12、微波读出器，13、数字卡尺，14、低速马 达，15、红外线测温头，16、接口电路I， 17、中央处理器I, 18、 存储模块I， 19、无线电通讯模块I， 20、印制刷电路板II, 21、螺 钉，22、激光定位头引线，23、马达丝杆，24、数字卡尺尺身，25、 数字卡尺引线，26、微波读出器天线，27、可充电电池，28,接口芯 片，29、通讯模块天线，30、手持遥控器外壳，31、电池充电孔，32、 显示器，33、键盘，34、 USB接口， 35、无线电通讯模块，36、存 储模块II, 37、接口电路II, 38、中央处理器II， Q、轨腰测量仪，a、 红色激光束，Cl、钢轨定位无源标签的中心点，al、定位点与钢轨的 垂线，RF、轨腰定位无源标签，39、手持遥控器电池。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 参见图9，本发明的一种钢轨温度和位移检测仪，由定位桩A、轨腰定位无源标签RF、轨腰测量仪Q、手持遥控器，现将个部件的实施说明如下一、 轨腰定位无源标签的制造与安装。参见图2、图3,微波模块4釆用巿售产品，型号EM4100 数 率125HZ。把该微波模块4安装在99mn^54mn^6mm的塑料盒内，并 用环氧树脂密封(全部注满)。使之成为无维护设备。参见图IO，轨 腰定位无源标签RP在钢轨W上安装首先利用几何原理，利用轨边 定位桩A上的定位线Al向钢轨做垂线，在钢轨W腰上记录垂线的垂点 (垂足)，该点就是轨腰定位无源标签的中心点C1。以该点为准利用 模具在轨腰上划出标签安装外形线。根据此线利用环氧树脂把轨腰定 位无源标签粘贴于轨腰处，做为定位标签。二、 轨腰测量仪的制造与使用轨腰测量仪的制造。参见图4、图5、图6，整个仪表安装在256mn^74mn^80mm塑料盒内。在盒底部中央注有凹开》定位槽8。其 大小同轨腰定位无源标签l大小一样，两者密贴。右上方有红外线测 温圆孔9，盒的正面(盒盖)上方中央开有矩形孔ll,使红激光定位 头10可在孔内移动，寻找轨边定位桩上的定位线B,完成自动测量。 参见图6，轨腰测量仪的所有电子器件、机械部件和模块及马达都安 装在一个印制电路板II20上。该印制电路板20固定在盒底部。这里主 要部件有(a)红外线测温头15，型号TN9,测温范围-50。C-15(TC, 粘度+2%或-2%。是一体化模块直接数字量输出。(b)红激光定位头 10，釆用半导体激光器，红可见光。(c)数字卡尺13，型号HGL， 测量范围0-150mm,精度O。 01 mm。直接数字量输出。(d)低速马 达14， 25JA3K81C，每分钟500-600转。(e)马达丝杆23为自制，长 150 mm,粗4 mm, 丝扣4mm的标准丝扣。(f)微波读出器12, 型号 402,读出距离不小10mm。具有标准232接口输出。(g)无线通讯模 块I 19,型号NT-TROl，频率433， 92/434， 33MHZ(可选)，通讯 距离100M，可双向数字通讯。(h)可充电电池27,型号镍氧5#充电 电压4。 8V,容量1600Mah。 (I)中央处理器I17:型号89C51，是整 个设备的心脏，主要功能(l)接收手持遥控器的指令，驱动马达正 反转。进而通过丝杆移动红激光定位头，寻找轨边定位桩上的定位 线.(2)釆集轨腰标签身份号，红外线测温头温度，数字卡尺13位移。 (3)通过无线通讯模块I把釆集到的信息传输给手持遥控器。轨腰测量仪的使用，参见图ll，首先把轨腰测量仪的背面凹形定 位槽对准轨腰定位无源标签RF，把轨腰测量仪放在轨腰部，因轨腰 测量仪背面有磁座。因此轨腰测量仪能牢固吸在轨腰部，这时通过手 持遥控器控制红色激光束a左右移动，使之红光对准轨边定位桩上的 定位线B，调整完毕。这时就可通过手持遥控器自动釆集标签身份号, 轨腰温度，钢轨顺向位移。最后通过手持遥控器显示存储，完成测量。三、手持遥控器的制造和使用手持遥控器的制造如图7所示，手持遥控器外壳30为塑料壳体，长133mm、宽63 mm、厚18mm。液晶显示器32为53 mm*40 mm的点 阵显示器，具有显示汉字功能。键盘33为触摸式键盘。电池为镍氧7# 型号，电压3.6V，容量为700mAh，可充电。无线通讯模块II35为 NT-TR01型号。中央处理器II38型号为89C51。是整个控制器的心脏， 管理遥控器的全部功能。存储模块II36为24C64。容量为128G。手持 遥控器具有USB接口34，可与台式机进行双向通讯，传输数据。手持遥控器的使用，首先打开电源，遥控轨腰测量仪的红激光定 位头10横向移动，使之红光对准定位桩上的定位线B,完成定位工作。 而后，手持遥控器通过无线方式读取轨腰测量仪测量的数据，最后在 显示器32上显示数据和存储数据，以备后查。另外手持遥控器也可随 时查询以前的测量数据，供维修分析用。综上所述，整个仪表使用过程是参见图9，检测人员到现场后， 首先把轨腰测量仪的凹形定位槽8对准轨腰定位无源标签RF,把轨腰 测量仪安装在钢轨腰上，由于测量仪有磁座，所以它能牢牢的吸在钢 轨W上，这时利用手持遥控器，打开轨腰测量仪的红激光定位头IO, 发出定位红光，再用手持遥控器调整轨腰测量仪的低速马达14,使红 光左右移动，对准轨边定位桩的定位线B，这时按压手持遥控器的检 测按钮，手持遥控器就会向轨腰测量仪发出检测命令，轨腰测量仪就 会根据命令自动读取钢轨标签的身份号，读取红外线测温头测量数 据，读取数字长尺测距数据,测量数据读取完成后，自动生成报文发给 手持遥控器。手持摇控器判断数据有效后，通知轨腰测量仪检测成功。 同时手持摇控器显示测量数据,存储测量数据，备查，最后手持摇控 器可通过USB接口34同系统机连网，进行数据交换。
权利要求
1. 一种钢轨温度和位移检测仪，包括位于钢轨边的定位桩，其特征在于还包括轨腰定位无源标签、轨腰测量仪、手持遥控器，其中，所述轨腰定位无源标签粘贴于钢轨的轨腰处，该轨腰处与定位桩上的定位线相对应；所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接；所述手持遥控器通过无线通讯信号与轨腰测量仪接通。
2、 如权利要求1所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在 于所述轨腰定位无源标签包括微波模块、塑料盒，其中，微波模块 安装在塑料盒内，通过环氧树脂密封。
3、 如权利要求1所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在 于所述轨腰测量仪包括外壳、可移动红色激光定位头、低速马达、 数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器、中央处理器、无线通讯 模块、接口电路、存储模块，其中，中央处理器与存储模块、无线通 讯模块连接，并通过接口电路分别与可移动红色激光定位头、低速马 达、数字卡尺、红外线测温头、微波标签读出器连接。
4、 如权利要求1所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在 于所述手持遥控器包括中央处理器、USB接口、接口电路、天线、 无线模块、显示器、键盘、存储模块，其中，中央处理器接USB接 口，并通过接口电路分别与无线模块、显示器、键盘、存储模块连接， 天线接无线模块。
5、 如权利要求2所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于所述微波模块包括环形天线、与环形天线连接的微波收发处理器。
6、 如权利要求3所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于所述轨腰测量仪外壳上设有凹形定位槽、磁座、矩形孔、圆孔， 其中，凹形定位槽位于外壳反面的中央，磁座在外壳反面的中部，圆 孔在外壳反面的右上方，矩形孔在外壳正面的中部。
7、 如权利要求1或6所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特征在于所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接是通过轨腰测量仪背面的磁座与轨腰连接，轨腰,测量仪背面凹形槽 正好扣在无源标签上。
8、 如权利要求1或6所述的一种钢轨温度和位移检测仪，其特 征在于所述可移动红色激光定位头发出的的红色激光照射在钢轨边 定位桩的定位线上。
全文摘要
本发明涉及铁路无缝线路区段的钢轨温度和钢轨顺向位移的检测。本发明公开了一种钢轨温度和位移检测仪，包括位于钢轨边的定位桩，还包括轨腰定位无源标签、轨腰测量仪、手持遥控器，其中，所述轨腰定位无源标签粘贴于钢轨的轨腰处，该轨腰处与定位桩上的定位线相对应；所述轨腰测量仪的背面与轨腰定位无源标签所在的轨腰处连接；所述手持遥控器通过无线通讯信号与轨腰测量仪接通。本发明操作方便、工作安全、检测准确，能实现自动检测、记录、显示检测参数，并可与网络连接，自动进行数据交换。
文档编号G01K13/00GK101269664SQ20071008721
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者张运刚 申请人:张运刚