鋼軌溫度和位移檢測儀的製作方法

2023-04-24 02:48:21 1

專利名稱：鋼軌溫度和位移檢測儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵路無縫線路區段的鋼軌溫度和鋼軌順向位移的檢 測，具體涉及一種鋼軌溫度和位移檢測儀。
技術背景鐵路無縫線路的鋼軌w，隨著一年四季的溫度變化，因熱脹冷縮的原理，鋼軌w內部產生很大的應力，又因鋼軌w緊固狀態的不同， 個別區域的鋼軌w會產生順向爬行(位移)，或者斷軌。直接影響行車 安全。為了解決這問題，鐵路維修部門工人就要隨時掌握鋼軌w溫度， (可以算鋼軌內部應力大力)和鋼軌w順向爬行位移。鐵道部技術規程對此檢測有明確要求。過去鐵路部門對此檢測方法落後、費時、費工，還不準確。具體方法是鋼軌溫度檢測採用接觸式溫度測量。鋼軌W爬行位移檢測採 用拉線C的辦法或光學鏡子用眼晴觀測的辦法。如圖1所示。即在鋼 軌W兩側埋定位樁A，通過定位樁拉線C，在連線的鋼軌w上劃定位線 B(標誌線)。每次測量時，通過兩樁拉線C (或連線)，用眼睛或光 學鏡子觀察拉線與鋼軌上的標誌(劃線)的距路變化，視為鋼軌w順 行爬行位移。此種方法落差大、費時。本發明的儀器可以克服上述缺 點。發明內容(一) 要解決的技術問題本發明的目的是提供一種操作方便、工作安全、檢測準確的鋼軌 溫度和位移檢測儀，從而實現自動檢測、記錄、顯示檢測參數，並可 與網絡連接，自動進行數據交換。(二) 技術方案為了達到上述目的，本發明採取以下方案本發明的鋼軌溫度和位移檢測儀，包括位於鋼軌邊的定位樁，還 包括軌腰定位無源標籤、軌腰測量儀、手持遙控器，其中，所述軌 腰定位無源標籤粘貼於鋼軌的軌腰處，該軌腰處與定位樁上的定位線相對應；所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標籤所在的軌腰處連 接；所述手持遙控器通過無線通訊信號與軌腰測量儀接通。其中，所述軌腰定位無源標籤包括微波模塊、塑料盒，其中，微 波晶片安裝在塑料盒內，通過環氧樹脂密封。其中，所述軌腰測量儀包括外殼、可移動紅色雷射定位頭、低速 馬達、數字卡尺、紅外線測溫頭、微波標籤讀出器、中央處理器、無 線通訊模塊、接口電路、存儲模塊，其中，中央處理器與存儲模塊、 無線通訊模塊連接，並通過接口電路分別與可移動紅色雷射定位頭、 低速馬達、數字卡尺、紅外線測溫頭、微波標籤讀出器連接。其中，所述手持遙控器包括中央處理器、USB接口、接口電路、天線、無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊，其中，中央處理器接USB接口，並通過接口電路分別與無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊連接，天線接無線模塊。其中，所述微波模塊包括環形夭線、與環形天線連接的微波收發 處理器。其中，所述軌腰測量儀外殼上設有凹形定位槽、磁座、矩形孔、 圓孔，其中，凹形定位槽位於外殼反面的中央，磁座在外殼反面的中 部，圓孔在外殼反面的右上方，矩形孔在外殼正面的中部。其中，所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標籤所在的軌腰處 連接是通過軌腰測量儀背面的磁座與軌腰連接，軌腰測量儀背面凹 形槽正好扣在無源標籤上。其中，所述可移動紅色雷射定位頭髮出的的紅色雷射照射在鋼軌 邊定位樁的定位線上。(三)有益效果 由於採用以上方案，本發明的優點在於1、 採用軌腰定位無源標籤粘貼於鋼軌上，解決了兩個問題，其 一記憶鋼軌安裝時的初始位置，即起到定位點作用，本發明測得無源 標籤與軌邊定位樁的移動距離，即為鋼軌移動距離；其二由於鋼軌定 位無源標籤無源又是有唯一身份號，這樣就可利用它的號碼在資料庫 中建立相對應的應用數據。如安裝時間、地點、鋼軌參數、安裝人、 維修單位等信息。2、 本發明釆用綜合的成熟的電子技術完成簡便、快速可靠的測 量，測量準確、操作方便，構成了綜合的可攜式儀表，滿足鐵路部門 的使用要求。3、 本發明釆用手持遙控器，使測量時，人可離開鐵路線路，保 證來火車時人員安全；又因遙控器內建有資料庫，使測量時，不用人工記錄，可事後處理。


圖l是已有技術鋼軌溫度和位移的檢測的示意圖；圖2是本發明鋼軌定位無源標籤的結構示意圖；圖3是本發明鋼軌定位無源標籤的電原理圖；圖4是本發明軌腰測量儀外殼的結構示意圖；圖5是本發明軌腰測量儀電原理圖；圖6是本發明軌腰測量儀內部結構示意圖；圖7是本發明手持遙控器的外部結構示意圖；圖8是本發明手持遙控器的電原理圖；圖9是本發明安裝使用的結構示意圖；圖10是本發明軌腰定位無源標籤安裝示意圖；圖1 l是本發明軌腰測量儀使用的示意圖。圖中，W、鋼軌，A、定位樁，B、定位樁上的定位線，C、拉線，D、拉線在軌底投影，E、軌底定位線，F、鋼板尺，X、鋼軌順向位 移尺寸，T、接觸式軌溫計，1、軌腰定位無源標籤外殼，2、天線，3、 印製刷電路板I, 4、微波晶片，5環形天線，6、微波收發處理器，7、軌腰測量儀外殼，8、凹形定位槽，9、紅外測溫圓孔，IO紅雷射定位頭，11、矩形孔，12、微波讀出器，13、數字卡尺，14、低速馬 達，15、紅外線測溫頭，16、接口電路I， 17、中央處理器I, 18、 存儲模塊I， 19、無線電通訊模塊I， 20、印製刷電路板II, 21、螺 釘，22、雷射定位頭引線，23、馬達絲杆，24、數字卡尺尺身，25、 數字卡尺引線，26、微波讀出器天線，27、可充電電池，28,接口芯 片，29、通訊模塊天線，30、手持遙控器外殼，31、電池充電孔，32、 顯示器，33、鍵盤，34、 USB接口， 35、無線電通訊模塊，36、存 儲模塊II, 37、接口電路II, 38、中央處理器II， Q、軌腰測量儀，a、 紅色雷射束，Cl、鋼軌定位無源標籤的中心點，al、定位點與鋼軌的 垂線，RF、軌腰定位無源標籤，39、手持遙控器電池。
具體實施方式
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。 參見圖9，本發明的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，由定位樁A、軌腰定位無源標籤RF、軌腰測量儀Q、手持遙控器，現將個部件的實施說明如下一、 軌腰定位無源標籤的製造與安裝。參見圖2、圖3,微波模塊4釆用巿售產品，型號EM4100 數 率125HZ。把該微波模塊4安裝在99mn^54mn^6mm的塑料盒內，並 用環氧樹脂密封(全部注滿)。使之成為無維護設備。參見圖IO，軌 腰定位無源標籤RP在鋼軌W上安裝首先利用幾何原理，利用軌邊 定位樁A上的定位線Al向鋼軌做垂線，在鋼軌W腰上記錄垂線的垂點 (垂足)，該點就是軌腰定位無源標籤的中心點C1。以該點為準利用 模具在軌腰上劃出標籤安裝外形線。根據此線利用環氧樹脂把軌腰定 位無源標籤粘貼於軌腰處，做為定位標籤。二、 軌腰測量儀的製造與使用軌腰測量儀的製造。參見圖4、圖5、圖6，整個儀表安裝在256mn^74mn^80mm塑料盒內。在盒底部中央注有凹開》定位槽8。其 大小同軌腰定位無源標籤l大小一樣，兩者密貼。右上方有紅外線測 溫圓孔9，盒的正面(盒蓋)上方中央開有矩形孔ll,使紅雷射定位 頭10可在孔內移動，尋找軌邊定位樁上的定位線B,完成自動測量。 參見圖6，軌腰測量儀的所有電子器件、機械部件和模塊及馬達都安 裝在一個印製電路板II20上。該印製電路板20固定在盒底部。這裡主 要部件有(a)紅外線測溫頭15，型號TN9,測溫範圍-50。C-15(TC, 粘度+2%或-2%。是一體化模塊直接數字量輸出。(b)紅雷射定位頭 10，釆用半導體雷射器，紅可見光。(c)數字卡尺13，型號HGL， 測量範圍0-150mm,精度O。 01 mm。直接數字量輸出。(d)低速馬 達14， 25JA3K81C，每分鐘500-600轉。(e)馬達絲杆23為自製，長 150 mm,粗4 mm, 絲扣4mm的標準絲扣。(f)微波讀出器12, 型號 402,讀出距離不小10mm。具有標準232接口輸出。(g)無線通訊模 塊I 19,型號NT-TROl，頻率433， 92/434， 33MHZ(可選)，通訊 距離100M，可雙向數字通訊。(h)可充電電池27,型號鎳氧5#充電 電壓4。 8V,容量1600Mah。 (I)中央處理器I17:型號89C51，是整 個設備的心臟，主要功能(l)接收手持遙控器的指令，驅動馬達正 反轉。進而通過絲杆移動紅雷射定位頭，尋找軌邊定位樁上的定位 線.(2)釆集軌腰標籤身份號，紅外線測溫頭溫度，數字卡尺13位移。 (3)通過無線通訊模塊I把釆集到的信息傳輸給手持遙控器。軌腰測量儀的使用，參見圖ll，首先把軌腰測量儀的背面凹形定 位槽對準軌腰定位無源標籤RF，把軌腰測量儀放在軌腰部，因軌腰 測量儀背面有磁座。因此軌腰測量儀能牢固吸在軌腰部，這時通過手 持遙控器控制紅色雷射束a左右移動，使之紅光對準軌邊定位樁上的 定位線B，調整完畢。這時就可通過手持遙控器自動釆集標籤身份號, 軌腰溫度，鋼軌順向位移。最後通過手持遙控器顯示存儲，完成測量。三、手持遙控器的製造和使用手持遙控器的製造如圖7所示，手持遙控器外殼30為塑料殼體，長133mm、寬63 mm、厚18mm。液晶顯示器32為53 mm*40 mm的點 陣顯示器，具有顯示漢字功能。鍵盤33為觸摸式鍵盤。電池為鎳氧7# 型號，電壓3.6V，容量為700mAh，可充電。無線通訊模塊II35為 NT-TR01型號。中央處理器II38型號為89C51。是整個控制器的心臟， 管理遙控器的全部功能。存儲模塊II36為24C64。容量為128G。手持 遙控器具有USB接口34，可與臺式機進行雙向通訊，傳輸數據。手持遙控器的使用，首先打開電源，遙控軌腰測量儀的紅雷射定 位頭10橫向移動，使之紅光對準定位樁上的定位線B,完成定位工作。 而後，手持遙控器通過無線方式讀取軌腰測量儀測量的數據，最後在 顯示器32上顯示數據和存儲數據，以備後查。另外手持遙控器也可隨 時查詢以前的測量數據，供維修分析用。綜上所述，整個儀表使用過程是參見圖9，檢測人員到現場後， 首先把軌腰測量儀的凹形定位槽8對準軌腰定位無源標籤RF,把軌腰 測量儀安裝在鋼軌腰上，由於測量儀有磁座，所以它能牢牢的吸在鋼 軌W上，這時利用手持遙控器，打開軌腰測量儀的紅雷射定位頭IO, 發出定位紅光，再用手持遙控器調整軌腰測量儀的低速馬達14,使紅 光左右移動，對準軌邊定位樁的定位線B，這時按壓手持遙控器的檢 測按鈕，手持遙控器就會向軌腰測量儀發出檢測命令，軌腰測量儀就 會根據命令自動讀取鋼軌標籤的身份號，讀取紅外線測溫頭測量數 據，讀取數字長尺測距數據,測量數據讀取完成後，自動生成報文發給 手持遙控器。手持搖控器判斷數據有效後，通知軌腰測量儀檢測成功。 同時手持搖控器顯示測量數據,存儲測量數據，備查，最後手持搖控 器可通過USB接口34同系統機連網，進行數據交換。
權利要求
1. 一種鋼軌溫度和位移檢測儀，包括位於鋼軌邊的定位樁，其特徵在於還包括軌腰定位無源標籤、軌腰測量儀、手持遙控器，其中，所述軌腰定位無源標籤粘貼於鋼軌的軌腰處，該軌腰處與定位樁上的定位線相對應；所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標籤所在的軌腰處連接；所述手持遙控器通過無線通訊信號與軌腰測量儀接通。
2、 如權利要求1所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特徵在 於所述軌腰定位無源標籤包括微波模塊、塑料盒，其中，微波模塊 安裝在塑料盒內，通過環氧樹脂密封。
3、 如權利要求1所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特徵在 於所述軌腰測量儀包括外殼、可移動紅色雷射定位頭、低速馬達、 數字卡尺、紅外線測溫頭、微波標籤讀出器、中央處理器、無線通訊 模塊、接口電路、存儲模塊，其中，中央處理器與存儲模塊、無線通 訊模塊連接，並通過接口電路分別與可移動紅色雷射定位頭、低速馬 達、數字卡尺、紅外線測溫頭、微波標籤讀出器連接。
4、 如權利要求1所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特徵在 於所述手持遙控器包括中央處理器、USB接口、接口電路、天線、 無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊，其中，中央處理器接USB接 口，並通過接口電路分別與無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊連接， 天線接無線模塊。
5、 如權利要求2所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特徵在於所述微波模塊包括環形天線、與環形天線連接的微波收發處理器。
6、 如權利要求3所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特徵在於所述軌腰測量儀外殼上設有凹形定位槽、磁座、矩形孔、圓孔， 其中，凹形定位槽位於外殼反面的中央，磁座在外殼反面的中部，圓 孔在外殼反面的右上方，矩形孔在外殼正面的中部。
7、 如權利要求1或6所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特徵在於所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標籤所在的軌腰處連接是通過軌腰測量儀背面的磁座與軌腰連接，軌腰,測量儀背面凹形槽 正好扣在無源標籤上。
8、 如權利要求1或6所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特 徵在於所述可移動紅色雷射定位頭髮出的的紅色雷射照射在鋼軌邊 定位樁的定位線上。
全文摘要
本發明涉及鐵路無縫線路區段的鋼軌溫度和鋼軌順向位移的檢測。本發明公開了一種鋼軌溫度和位移檢測儀，包括位於鋼軌邊的定位樁，還包括軌腰定位無源標籤、軌腰測量儀、手持遙控器，其中，所述軌腰定位無源標籤粘貼於鋼軌的軌腰處，該軌腰處與定位樁上的定位線相對應；所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標籤所在的軌腰處連接；所述手持遙控器通過無線通訊信號與軌腰測量儀接通。本發明操作方便、工作安全、檢測準確，能實現自動檢測、記錄、顯示檢測參數，並可與網絡連接，自動進行數據交換。
文檔編號G01K13/00GK101269664SQ20071008721
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月21日 優先權日2007年3月21日
發明者張運剛 申請人:張運剛