一种外锁闭道岔锁闭力监测系统

本技术涉及铁路工电道岔，具体为一种外锁闭道岔锁闭力监测系统。

背景技术：

1、道岔是铁路系统的一个重要组成部分，主要用于站场对列车的分行控制。尖轨或心轨与基本轨是构成铁路的基础条件之一，当尖轨或心轨与基本轨处于密贴状态时，列车可以沿着尖轨或心轨导向顺利进入其导向位置的股道，但随着运营时间的延长，道岔因磨耗和环境等因素逐渐出现诸多的病害，主要有尖轨或心轨不密贴、尖轨或心轨贴靠基本轨时存在反弹、卡阻和零部件松动等，其中尖轨或心轨不密贴是工电结合部最为突出的病害。因此，道岔尖轨或心轨与基本轨的密贴直接影响到列车的安全运行。

2、目前国内高速铁路为确保尖轨或心轨的可靠密贴,通常采用分动式外锁闭道岔，通过道岔的分动式外锁闭装置（如图1所示，该图仅作为方案理解用途）将密贴处尖轨或心轨与基本轨锁闭以防松动，该锁闭力直接反应道岔的密贴状态，锁闭力过小容易出现密贴不良现象，如果能够在线监测锁闭力的变化，对于铁路行车安全则具有积极意义。

3、锁闭力的监测常规方案是测量锁闭装置锁闭时的锁闭铁受力情况，在不破坏结构的前提下安装应力传感器的方式测量锁闭力的间接变化量，通常采用以下方案：

4、在受力点上贴装应变电阻器（应变片），通过应变电阻器（应变片）测量微形变反映出锁闭力的变化，但应变片耐候性差、对温度敏感，而且应变片现场粘贴困难；

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种外锁闭道岔锁闭力监测系统，有助于提高对铁路现场环境的适应性和耐候性，不易受到温度、气候和振动的影响，而且安装简单。

2、本实用新型所提供的具体技术方案如下：一种外锁闭道岔锁闭力监测系统，包括固定支架、场强检测传感器、通信模块和上位机；

3、场强检测传感器通过非导磁金属铆接固定在固定支架上；

4、固定支架通过固定螺栓固定在锁闭铁上；

5、场强检测传感器用于检测地磁场强度，并对检测到的地磁场强度进行归一化计算得到锁闭力；

6、上位机通过通信模块与场强检测传感器连接，以读取场强检测传感器计算得到的锁闭力。

7、进一步地，所述场强检测传感器块包括壳体；壳体内部设置有mcu控制模块、磁力计、内部存储器、电压转换模块、通信接口和供电接口；

8、mcu控制模块与磁力计连接，同步采集磁力计检测到的地磁场强度，并对采集到的地磁场强度进行归一化计算，得到锁闭力；

9、mcu控制模块与内部存储器连接，以将得到的锁闭力缓存到内部存储器中；

10、上位机经由通信模块和通信接口与mcu控制模块连接，以读取缓存到内部存储器中的锁闭力；

11、电压转换模块与mcu控制模块、磁力计和内部存储器均连接，将外部供电电源提供的电力的电压转换为mcu控制模块、磁力计和内部存储器供电所需的电压。

12、进一步地，所述壳体采用由防腐、防锈的非导磁金属制成的全密结构；

13、壳体内部灌封有绝缘、导热、耐老化且轻质的胶体。

14、进一步地，所述通信接口和供电接口设置在壳体上。

15、进一步地，所述磁力计与场强检测传感器壳体内壁的距离小于5mm。

16、进一步地，所述磁力计包括滤波器；滤波器，用于滤除因振动引起的地磁场变化数据失真信号。

17、进一步地，所述磁力芯片采用qmc5883l型号磁力芯片。

18、本实用新型的有益效果在于：。

19、（1）本实用新型通过将带有场强检测传感器的固定支架固定在锁闭铁上，来检测地磁场强度，并对检测到的地磁场强度进行归一化计算得到锁闭力，实现对外锁闭道岔锁闭力监测，地磁场强度不受环境温度和气候的变化而改变，提高对铁路现场环境的适应性和耐候性，避免了温度和气候的影响，而且安装方便。

20、（2）能够实现通过非接触方式进行测量，而且场强检测传感器内部即可完成数据采集与计算，体积小。

21、此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种外锁闭道岔锁闭力监测系统，其特征在于，包括固定支架、场强检测传感器、通信模块和上位机；

2.根据权利要求1所述的外锁闭道岔锁闭力监测系统，其特征在于，所述场强检测传感器块包括壳体；壳体内部设置有mcu控制模块、磁力计、内部存储器、电压转换模块、通信接口和供电接口；

3.根据权利要求2所述的外锁闭道岔锁闭力监测系统，其特征在于，所述壳体采用由防腐、防锈的非导磁金属制成的全密结构；

4.根据权利要求2所述的外锁闭道岔锁闭力监测系统，其特征在于，所述通信接口和供电接口设置在壳体上。

5.根据权利要求2所述的外锁闭道岔锁闭力监测系统，其特征在于，所述磁力计与场强检测传感器壳体内壁的距离小于5mm。

6.根据权利要求2所述的外锁闭道岔锁闭力监测系统，其特征在于，所述磁力计包括滤波器；滤波器，用于滤除因振动引起的地磁场变化数据失真信号。

7.根据权利要求6所述的外锁闭道岔锁闭力监测系统，其特征在于，所述磁力计采用qmc5883l型号磁力计芯片。

技术总结
本技术涉及铁路工电道岔技术领域，具体为一种外锁闭道岔锁闭力监测系统，包括固定支架、场强检测传感器、通信模块和上位机；场强检测传感器通过非导磁金属铆接固定在固定支架上；固定支架通过固定螺栓固定在锁闭铁上；场强检测传感器用于检测地磁场强度，并对检测到的地磁场强度进行归一化计算得到锁闭力；上位机通过通信模块与场强检测传感器连接，以读取场强检测传感器计算得到的锁闭力，本技术通过检测地磁场强度进行归一化计算得到锁闭力，实现对外锁闭道岔锁闭力监测，提高对铁路现场环境的适应性和耐候性，避免了温度、气候和振动的影响，而且安装简单。

技术研发人员：李雪,顾涤非,卢立清,郭海平
受保护的技术使用者：山东交通学院
技术研发日：20231026
技术公布日：2024/5/16