铁路积雪覆盖检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种铁路积雪覆盖检测装置，由防水铝壳、数据采集控制器、电源模块、备用直流电源和若干块检测电极组成，其中数据采集控制器、电源模块、备用直流电源密封于防水铝壳内，两个检测电极裸露于空气中，由屏蔽线与数据采集控制器的信号输入端连接。本实用新型主要是对铁路沿线发生的积雪自动监测，在各个点上的本实用新型检测到相关的信息后通过现代通信方式向铁路管理部门发出报警信息、告知险情的位置及情况，防止列车开向积雪路段引起事故，并能及时地派遣人员对道路进行清理，恢复通车。本实用新型具有能自动、实时地监测铁路沿线积雪覆盖、极大地提高监测效率和准确性、可靠性高的优点。
【专利说明】铁路积雪覆盖检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及检测设备，尤其是涉及一种铁路积雪覆盖检测装置。
【背景技术】
[0002]冰雪灾害严重影响着铁路的正常运营，铁轨上的积雪如果不能及时的清除就会附着在高速运行车辆轮轨上而引发事故，此外，积雪还导致转辙机不能转动。当积雪达到一定厚度时，列车就不能正常的行驶。
[0003]目前常用的冰雪灾害预警方法是通过天气预报实现对降雪天气的预测，当降雪量较大时就进行人工除雪作业，当降雪厚度较高时铁路停止运行。铁路沿线积雪除了受降雪量影响外，还受地形地貌影响，如在低洼区域容易积雪等，天气预警缺乏铁路沿线的实测数据，无法准确对铁路积雪覆盖进行预警，存在一定的盲区。目前冰雪厚度的实际测量主要依靠人工测量，该方法劳动强度高，自动化程度低，不能实现远程监控；另外也有以超生波传感器来测量积雪厚度，但是超声波受温度、风速的影响，容易误报，而且超生波传感器的价格较高， 不适合铁路沿线的多点布控。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种能自动、实时地监测铁路沿线积雪覆盖、极大地提高监测效率和准确性、可靠性高的铁路积雪覆盖检测装置。
[0005]本实用新型的目的是这样实现的:
[0006]一种铁路积雪覆盖检测装置，包括防水铝壳，特征是:还包括数据采集控制器、电源模块、备用直流电源和两个检测电极，数据采集控制器、电源模块和备用直流电源密封安装在防水铝壳内，两个检测电极裸露于空气中，分别由屏蔽线与数据采集控制器的信号输入端连接；数据采集控制器的输出信号线与计算机监控中心相连；电源模块将220V交流电转换成常规直流电供给数据采集控制器，当220V交流电断路时，电源模块自动连接到备用直流电源，确保数据采集控制器正常供电。
[0007]两个检测电极相距10cm，大小为5*6cm2，安装于铁路边上。
[0008]两个检测电极由金属板构成，表面进行钝化处理。
[0009]备用直流电源为蓄电池或干电池。
[0010]本实用新型由防水铝壳、数据采集控制器、电源模块、备用直流电源和若干块检测电极组成，其中数据采集控制器、电源模块、备用直流电源密封于防水铝壳内，两个检测电极裸露于空气中，由屏蔽线与数据采集控制器的信号输入端连接。本实用新型通过测量两个检测电极之间的电场效应，并和未覆盖时相比较，进而判断出铁路被积雪覆盖，实现路面积雪覆盖检测的目的。由公式C= ε s/4 πkd可知，当电容两极间的距离和正对面积一定时，电容的大小和介电常数ε成正比。正常情况下，空气的介电常数为1，雪的介电常数为4~10，当雪或空气作为介质覆盖电极时，电极附近的电场发生变化，表现为电极间的电容变化，数据处理模块采集到电容的变化，经过处理后，可将介质是雪或是空气区分出来。数据采集控制器主要是对检测电极两端电压进行采样、处理并发送至计算机监控中心。电源模块将220V交流电转换成常规直流电供给数据采集控制器，数据采集控制器、电源模块、备用直流电源都封装在防水铝盒内，可防水、防日晒，保证本实用新型的持久并可靠运行。
[0011]本实用新型主要是对铁路沿线发生的积雪自动监测，在各个点上的本实用新型检测到相关的信息后通过现代通信方式向铁路管理部门发出报警信息、告知险情的位置及情况，防止列车开向积雪路段引起事故，并能及时地派遣人员对道路进行清理，恢复通车。
[0012]因此，本实用新型与现有的技术方案相比，具有如下优点:(1)实时性:整个监测过程完全自动，实时性好，能通过现代通信方式向铁路管理部门发出报警信息、告知险情的位置及情况，极大地提高了监测效率和准确性。(2)可靠性:一个数据采集点由多个传感器组成，保证了监测的可靠性。(3)可靠性好。每个数据采集点分布有多个传感器，排除了偶然性，并且保障了系统在单个传感器发生故障时的正常工作，多个数据采集点实现检测的冗余性。(4)本实用新型可在长期无人监守的情况下工作，节省人力物力。(4)适用范围广。系统安装方便，不但能用于山区铁路的冰雪覆盖检测，还适用于高速铁路和公路冰雪覆盖检测。
[0013]【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图；
[0015]图2为本实用新型的电路框图。
[0016]图3为本实用新型的检测部分电路图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0018]一种铁路积雪覆盖检测装置，由防水铝壳1、数据采集控制器3、电源模块5、备用直流电源6和两个检测电极4组成，数据采集控制器3、电源模块5和备用直流电源6密封安装在防水铝壳I内，两个检测电极4裸露于空气中，分别由屏蔽线2与数据采集控制器3的信号输入端连接；数据采集控制器3的输出信号线与计算机监控中心相连；电源模块5将220V交流电转换成常规直流电供给数据采集控制器3，当220V交流电断路时，电源模块5自动连接到备用直流电源6，确保数据采集控制器3正常供电。
[0019]数据采集控制器3由数据采集模块和数据处理模块组成，数据采集模块由屏蔽线2给两个检测电极4提供100KHZ的正弦信号，把两个检测电极4之间的极板间电容Cx的变化信号转换为电压信号，数据采集模块部分原理图如图3，图3中，正弦信号经过Cx输入至运算放大器IC的正输入端，电容Ci和电阻片从运算放大器IC的输出端负反馈至正输入端，运算放大器IC的负输入端接地。检测电路的输入信号为频率为100k Hz的正弦信号。Cx为两个检测电极4之间的极板间电容，ε为介质介电常数，当介电常数发生变化时，Cx发生变化C3、C4为分别为输入信号与检测极板的对地的屏蔽罩间的分布电容。而为反
馈电阻t为反馈电容。对于测量电路，Q为两电极间的介质均为空气时的对照电容，其值为0.26pF，?的阻值为22ΜΩ，其输出电压:CZtj(t) =
[0020]通过极板间电 容值与未发生冰雪覆盖时的比较，可检测出铁路沿线路况。数据处理模块将数据采集模块提供的模拟电压信号转换成数字信号，处理后发送给计算机监控中心。
[0021]两个检测电极4相距10cm，大小为5*6cm2，安装于铁路边上。
[0022]两个检测电极4均由金属板构成，表面进行钝化处理。
[0023]备用直流电源6为蓄电池或干电池。
【权利要求】
1.一种铁路积雪覆盖检测装置，包括防水铝壳，其特征在于:还包括数据采集控制器、电源模块、备用直流电源和两个检测电极，数据采集控制器、电源模块和备用直流电源密封安装在防水铝壳内，两个检测电极裸露于空气中，分别由屏蔽线与数据采集控制器的信号输入端连接；数据采集控制器的输出信号线与计算机监控中心相连；电源模块将220V交流电转换成常规直流电供给数据采集控制器，电源模块与备用直流电源连接。
2.根据权利要求1所述的铁路积雪覆盖检测装置，其特征在于:两个检测电极相距10cm，大小为5*6cm2，安装于铁路边上。
3.根据权利要求1或2所述的铁路积雪覆盖检测装置，其特征在于:两个检测电极均由金属板构成，表面进行钝化处理。
4.根据权利要求1所述的铁路积雪覆盖检测装置，其特征在于:备用直流电源为蓄电池或干电池。
【文档编号】G01V3/04GK203688813SQ201420029580
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】张旭, 杨云, 黄祖宁, 朱贤浩, 林春梅, 张玉东 申请人:华东交通大学