枕桥式轨道衡称重传感器的制作方法

本发明属于称重设备技术领域，涉及轨道称重传感器，尤其是枕桥式轨道衡称重传感器。

背景技术

传统轨道衡产品主要由机械承载器、称重传感器、称重仪表组成，其装配为将机械承载器安装到水泥基础的预埋钢板上，称重传感器安装到机械承载器主梁的支点上(主梁上方是铁路钢轨)，称重仪表连接称重传感器。当火车经过铁路钢轨机械承载器时，车轮的重量作用到机械承载器上，机械承载器把力值传递到称重传单器，称重传感器输出毫伏的线性信号，称重仪表采集称重传感器的输出信号计算出车辆的重量信息。火车车轮力值的传递方向是依次是钢轨、机械承载器、传感器，其中机械承载器在称重过程中起到了关键的作用，其内部设计也很复杂，不但要满足高强度，还要设计限位结构、休止结构等一系列辅助结构。由于机械承载器的结构复杂、器节点多，成为现场使用中维护量最大的部分，其中一个环节发生故障都会对轨道衡的车辆安全和称量结果的精度造成影响。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了枕桥式轨道衡称重传感器，结构简单，无需其他辅助结构，强度大且准确度高，极大地降低了轨道衡机械部分的维护频率。

本发明采用的技术方案是：

枕桥式轨道衡称重传感器，包括弹性体、设置在弹性体内的称重装置和连接导线，钢轨借助钢轨扣件设置于弹性体上端，弹性体借助预埋钢板设置于铁路的水泥基础上，关键在于，所述的弹性体包括由上至下依次设置的承载体、基体和底座，所述的承载体与钢轨固连，所述的底座与预埋钢板固连，所述的承载体与基体之间借助脖颈结构连接，基体与承载体之间对应于脖颈结构两侧的位置形成第一变形缝，所述的基体与底座的两端连接，基体与底座之间设置有第二变形缝，所述的基体上设置有一组带有腹板的应变孔，腹板设置于应变孔内将应变孔分隔为两个盲孔，所述的称重装置包括设置于腹板两侧的应变计、与应变计连接的补偿电阻，基体一侧及腹板上均设置有连接导线的穿线孔。

所述的基体上设置有两个应变孔，基体中共设置有四个应变计，四个应变计分别为r1、r2、r3、r4并分别形成电桥中的一个桥臂，四个桥臂依次连接构成一个桥式电路，其中r1的桥臂中串入有调零电阻rx，所述的补偿电阻包括分别串入桥式电路中的a端与正极之间、b端与负极之间的弹性模量补偿片rt1、rt2和分别串入弹性模量补偿片rt1与正极之间、弹性模量补偿片rt2与负极之间的灵敏度调节电阻rf1、rf2。

所述的补偿电阻还包括分别与两弹性模量补偿片rt1、rt2并联的弹性模量微调电阻rt1’、rt2’。

所述的桥式电路的正、负极间并入有输出阻抗规范电阻rg。

所述的基体上的连接导线的引出端设置有不锈钢防水接头、位于不锈钢防水接头外侧的保护架，引出基体的连接导线上还设置有线缆保护套管。

本发明的有益效果是：弹性体上端直接与钢轨和钢轨扣件连接，弹性体下端与预埋钢板连接，省去了机械承载器的设置，采用单轨枕的设计外形，内部采用桥式称量结构，将单轨枕与称重传感器的作用集为一体，结构简单，没有其他辅助结构，传感器的整体强度大，抗偏载和抗冲击能量强，准确度高；基体与承载体之间的第一变形缝为承载体两端发生倾斜预留空间，并作为传感器的变形的保护区，第二变形缝同样为传感器的变形提供保护，同时使基体尽可能产生均匀的形变量，提高称重的准确度；称重装置中包括了补偿电阻，减少称重过程中其他因素的影响，进一步提高测量精度；基体一侧及腹板上均设置有连接导线的穿线孔，连接导线由基体一侧穿入与同侧的应变计或补偿电阻连接，并借助腹板上的穿线孔与腹板另一侧的应变计或补偿电阻连接，减少穿线孔的设置，优化基体的内部结构。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是弹性体的主视图。

图4是弹性体的俯视图。

图5是本发明的电路原理图。

附图中，1、弹性体，2、承载体，3、基体，4、底座，5、脖颈结构，6、第一变形缝，7、第二变形缝，8、腹板，9、应变孔，10、穿线孔，12、不锈钢防水接头，13、保护架，14、线缆保护套管，图中ex+代表供电正极，ex-代表供电负极，si+代表信号正极，si-代表信号负极。

具体实施方式

本发明涉及枕桥式轨道衡称重传感器，包括弹性体1、设置在弹性体1内的称重装置和连接导线，钢轨借助钢轨扣件设置于弹性体1上端，弹性体1借助预埋钢板设置于铁路的水泥基础上，关键是，所述的弹性体1包括由上至下依次设置的承载体2、基体3和底座4，所述的承载体2与钢轨固连，所述的底座4与预埋钢板固连，所述的承载体2与基体3之间借助脖颈结构5连接，基体3与承载体2之间对应于脖颈结构5两侧的位置形成第一变形缝6，所述的基体3与底座4的两端连接，基体3与底座4之间设置有第二变形缝7，所述的基体3上设置有一组带有腹板8的应变孔9，腹板8设置于应变孔9内将应变孔9分隔为两个盲孔，所述的称重装置包括设置于腹板8两侧的应变计、与应变计连接的补偿电阻，基体3一侧及腹板8上均设置有连接导线的穿线孔10。

具体实施例，如图1-5所示，基体3上设置有左右对称的两应变孔9，基体3中共设置有四个应变计，四个应变计分别为r1、r2、r3、r4，左侧的应变孔9的腹板8的向外一侧上粘贴有应变计r1和弹性模量补偿片rt2，向内一侧粘贴有应变计r4；右侧的应变孔9的腹板8的向外一侧上粘贴有应变计r2和弹性模量补偿片rt2，向内一侧粘贴有应变计r3；其中应变计r1、r2、r3、r4均设置在腹板8的中心位置，将应变计安装在受力中心区域，保证测量精准，弹性模量补偿片rt1、rt2分别设置在应变计r1、r2的上方，弹性模量补偿片更靠近应变计，补偿更加准确。

承载体2上端的中间位置设置有钢轨安装槽，承载体2上端还设置有位于钢轨安装槽两侧的共四个螺孔，由于钢轨的下端安装宽度不同，借助螺孔在钢轨安装槽两侧各安装一个挡块，采用可变轨槽的方式可以兼容50kg、60kg不同型号的铁路钢轨。

基体3上的连接导线的引出端设置有不锈钢防水接头12、位于不锈钢防水接头12外侧的保护架13，引出基体3的连接导线上还设置有线缆保护套管14，不锈钢防水接头12防止传感器内进水影响传感器的正常测量，保护架13将连接导线的引出端产生折弯的部分及基体3的一侧进行保护，防护基体3、连接导线在运输和安装过程中对其的挤压和破坏，同时线缆保护套管14套装在连接导线的外侧，对连接导线形成保护层，防止连接导线磨损，同时增强了连接导线的硬度，防止连接导线的折弯角度过小而受损，不锈钢防水接头12、保护架13及线缆保护套管14有效减少了连接导线的损坏，保证传感器的正常传输和测量精度，同时能够进一步减少了传感器的维护频率。

应变计r1、r2、r3、r4分别形成电桥中的一个桥臂，四个桥臂依次连接构成一个桥式电路，其中r1的桥臂中串入有调零电阻rx，所述的补偿电阻包括分别串入桥式电路中的a端与正极之间、b端与负极之间的弹性模量补偿片rt1、rt2、分别串入弹性模量补偿片rt1与供电正极之间、弹性模量补偿片rt2与供电负极之间的灵敏度调节电阻rf1、rf2，补偿电阻还包括分别与两弹性模量补偿片rt1、rt2并联的弹性模量微调电阻rt1’、rt2’，桥式电路的正、负极间并入有输出阻抗规范电阻rg。其中弹性模量补偿片主要补偿温度变化对应变计的影响，避免温度变化影响应变计的输出；灵敏度调节电阻调节传感器输出灵敏度的一致性。其中应变计r1、r2、r3、r4、调零电阻rx、弹性模量补偿片rt1、rt2、弹性模量微调电阻rt1’、rt2’均设置在弹性体1内部，附图5中虚线框内为弹性体1内部线路。

承载体2为受力区，基体3为变形区，第一变形缝6、第二变形缝7为承载体2和基体3的变形提供保护，使基体3的变形均匀，提高了称量精度。

本发明涉及的传感器采用更高的强度的外形设计，传感器的受力变形区能够获得更好的变形，即当传感器受到压力时，变形区能够更准确的获得受到压力的状态，使传感器能够获得更好的计量精度，同时具有更好的传感器抗冲击能量，更好的传感器抗侧向力的能量，还减少其对安装底座钢板的强度，底座4底端的中间位置为内凹结构，采用小面积接触预制钢板，降低了平整度的要求。具有维护检修方便，操作简单，在实际现场实验应用中能够大大减少对管理维护费用，适用于全国各大冶金、煤炭、石化等企业。