一种钢轨应力在线监测器的制作方法

本实用新型属于钢轨应力在线监测技术领域，尤其涉及一种钢轨应力在线监测器。

背景技术：

目前，钢轨接头是线路的薄弱环节，列车通过时会产生冲击和振动，无缝线路减少了接头数量，从而降低了列车运行噪声，提高了平稳性，在我国高速铁路的建造中大量应用。无缝线路是把不钻孔、不淬火的25m长钢轨，在基地用气压焊或接触焊焊接成200～500m的长轨道，再运到铺设地点焊接成1000～2000m的长度铺设而成的。由于无缝线路钢轨较长，温度应力和变形产生的应力交汇作用容易引起断轨或胀轨，必须采用相应的维护措施，为防止断轨或胀轨采用较多的是观测桩法和应力放散(横向加力)法，观测桩法观测结果精度低，而应力放散法须松开扣件，费时费力，需要的维修天窗时间较长。一般通过观测桩法的测量结果判定是否应进行应力放散。

综上所述，现有技术存在的问题是：进行钢轨维护时，观测桩法观测结果精度低，而应力放散法须松开扣件，费时费力，需要的维修天窗时间较长。

解决上述技术问题的难度：如何采用信息化方式提高钢轨形变的监测精度及减轻工作人员的工作量。

解决上述技术问题的意义：解决上述技术问题，可迅速、精确地测定钢轨的应力、形变，为铁路的运营安全提供保证。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种钢轨应力在线监测器。

本实用新型是这样实现的，一种钢轨应力在线监测器设置有：

固定夹具；

固定夹具固定连接应变传感器和温度传感器，应变传感器和温度传感器通过导线连接应变及温度补偿模块，应变及温度补偿模块通过导线连接单片机。

本实用新型通过单片机控制应变传感器和温度传感器分别检测钢轨形变及钢轨温度，并通过应变及温度补偿模块对检测的钢轨形变及钢轨温度数据进行采集，并由单片机将数据存储在芯片中。

进一步，单片机通过导线连接有时钟模块和电池。

本实用新型时钟模块需要进行设定，用于在设定的时间唤醒单片机。

进一步，单片机通过导线连接无线收发模块，无线收发模块上方连接天线。

本实用新型通过无线收发模块、天线将存储在芯片中的数据进行发送。

进一步，固定夹具固定在钢轨的外侧。

本实用新型固定夹具连接应变传感器和温度传感器固定在钢轨的外侧可以更有效的测量钢轨温度和应力大小。

综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：本实用新型可以很方便的安装在钢轨轨底外侧，定时测量钢轨温度和应力大小，并将数据记录保存，如外传数据时，可通过无线方式把数据发出，其它时间处于低功耗状态，在无缝钢轨的检测中引入，能够迅速、精确地测定钢轨的纵向应力，传输到计算机系统，对数据进行预警、报警、存储等功能，为运营安全提供保证。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的钢轨应力在线监测器结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的测量装置结构示意图；

图中：1、钢轨；2、固定夹具；3、应变传感器；4、温度传感器；5、应变及温度补偿模块；6、时钟模块；7、电池；8、单片机；9、天线；10、无线收发模块。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图1至附图2对本实用新型的技术方案作详细的描述。

实施例1：

固定夹具2固定连接应变传感器3和温度传感器4，应变传感器3和湿度传感器4通过导线连接应变及温度补偿模块5，应变及温度补偿模块5通过导线连接单片机8。

作为本实施例的优选实施例，应变传感器3的型号为：9000a

作为本实施例的优选实施例，温度传感器4的型号为：18b20

作为本实施例的优选实施例，应变及温度补偿模块5的型号为：vm501

作为本实施例的优选实施例，单片机8的型号为：msp430f149

本实用新型通过单片机8控制应变传感器3和温度传感器4分别检测钢轨形变及钢轨温度，并通过应变及温度补偿模块5对检测的钢轨形变及钢轨温度数据进行采集，并由单片机8将数据存储在芯片中。

实施例2：

在实施例1的基础上，单片机8通过导线连接有时钟模块6和电池7。

作为本实施例的优选实施例，时钟模块6的型号为：pcf8563。

本实用新型时钟模块6需要进行设定，用于在设定的时间唤醒单片机8。

实施例3：

在实施例1的基础上，单片机8通过导线连接无线收发模块10，无线收发模块10上方连接天线9。

作为本实施例的优选实施例，无线收发模块10的型号为：

本实用新型通过无线收发模块10、天线9将存储在芯片中的数据进行发送。

实施例4：

在实施例1的基础上，固定夹具2固定在钢轨1的外侧。

本实用新型在使用时，本实用新型钢轨应力在线监测器，通过钢轨固定夹具2将传感器3和4紧密地固定在钢轨底部的外侧，安装完成后设备即进入工作状态，平时处于低功耗休眠状态，当时钟模块6产生设定好的定时工作时钟信号时，时钟信号唤醒单片机8，单片机8通过应变传感器3和温度传感器4检测此时的钢轨形变量和钢轨温度，由于钢轨是露天铺设，因此钢轨会随着温度的变化而产生不同的形变，形变的数据和钢轨温度通过应变及温度补偿模块5采集并发送到单片机8，单片机8将数据存储在芯片中。操作人员可以定时通过手持数据接收器或无线网络终端发出命令，单片机8在接到发送数据的指令后，则通过无线收发模块10和天线9将形变及温度数据发出；手持机或无线网络终端在收到数据后，可以查看，也可以将数据导入电脑对数据进行分析、处理，从而针对钢轨的不同应力情况采取相应的措施。在监测器不需要工作时，单片机8关闭应变及温度补偿模块5、应变传感器3、温度传感器4、无线收发模块10的电源，使监测器处于低功耗待机状态，只有时钟模块6在工作，从而减少设备运行时的能耗，延长电池的待机时间。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种钢轨应力在线监测器，其特征在于，所述钢轨应力在线监测器设置有：

固定夹具；

固定夹具固定连接应变传感器和温度传感器，应变传感器和温度传感器连接单片机；

单片机有无线收发模块，无线收发模块连接天线；

固定夹具固定在钢轨的轨底。

技术总结
本实用新型属于钢轨应力在线监测技术领域，公开了一种钢轨应力在线监测器；固定夹具固定连接应变传感器和温度传感器，应变传感器和湿度传感器通过导线连接应变及温度补偿模块，应变及温度补偿模块通过导线连接单片机；单片机通过导线连接有时钟模块和电池；单片机通过导线连接无线收发模块，无线收发模块上方连接天线。本实用新型可以很方便的安装在钢轨轨底外侧，定时测量钢轨温度和应力大小，并将数据记录保存，如外传数据时，通过无线方式把数据发出，其它时间处于低功耗状态，在无缝钢轨的检测中引入，能够迅速、精确地测定钢轨的纵向应力，传输到计算机系统，对数据进行预警、报警、存储等功能，为运营安全提供保证。

技术研发人员：赵魁龙
受保护的技术使用者：陕西科维铁路测量技术有限公司
技术研发日：2020.03.19
技术公布日：2020.12.04