無衡無開關式動態軌道稱重系統的製作方法

2023-06-05 02:45:21

專利名稱：無衡無開關式動態軌道稱重系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於動態軌道衡技術領域。
目前國內現有的動態電子軌道衡，一般都設有特製的秤臺和荷載傳感器，故須建造基坑、鋪設整體道床和配備風雨棚等設施，所以存在著機體重量大，設備造價高，施工周期長等不足之處。
1985年美國有一種動態軌道衡，已批准專利，雖無基坑無荷載傳感器，但須依靠一個機械開關來採集有用數據並由另一個輔助抑制器裝置來校正稱重信號，從力學模型上分析，難於消除精度誤差。
本發明的目的是提供一種無稱重秤臺，無開關，無抑制裝置，結構極其簡單，造價低廉，適應性強的列車動態連掛稱重的軌道稱重系統。
參考資料1、鐵道標準化，1981年增刊第12期2、衡器科技 1981年第2期3、鐵道標準化，1985年第4期本發明的基本構思是力學傳感裝置為兩根大於4米長的普通鐵軌(17)(18)，它的中部有一段約為1.4米左右的無支撐範圍，其餘部分是正常布置的軌枕(19)(20)。在無支撐範圍內，每根鐵軌上按特定分布的四個點上分別貼有應變片(1)至(16)。作為傳感裝置的鐵軌(17)(18)與鄰軌及軌枕(19)(20)之間是用鐵道標準方式正常連接的。傳感裝置的信號經電阻應變儀放大，然後由計算機進行自動採集和處理。
本發明的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。


圖1、2、3、4是根據本發明提出的無衡無開關式的動態軌道稱道稱重系統的稱重系統示意圖，應變片電橋電路圖和電壓波形示意圖。
下面結合圖1、2、3、4詳細說明依據本發明提出的具體系統和細節的工作情況。
本發明由鐵軌(17)(18)，軌枕(19)(20)和應變片(1)至(16)組成。
作為傳感裝置的兩根鐵軌(17)(18)應與安裝所在位置的鐵道線的軌型一致，長度應大於4米。
兩根鐵軌(17)(18)的底面上分別貼有八個應變片，(1)至(8)和(9)至(16)，或分別貼四個應變片(1)至(8)。
應變片(1)至(16)的分布是先由兩軌底中心線與四條垂直於鐵軌(17)(18)的軸線(21)(22)(23)(24)相交的各四個點作為貼片點，分別在外側各貼四個應變片(1)(2)(3)(4)和(5)(6)(7)(8);內側各貼四個應變片(9)(10)(11)(12)和(13)(14)(15)(16)。
軸線(21)(22)的間距為0.35米，(22)(23)為0.4米，(23)(24)為0.35米也是所貼各片的相應間距。無支撐範圍為1.4米左右。
兩根鐵軌(17)(18)的外側八個應變片(1)(2)(3)(4)和(5)(6)(7)(8)組成一個特殊的電橋(25)，它的輸出電壓U1作為一個通道的稱重信號，該電壓的大小可以表達鐵軌(17)(18)所承受輪壓力的大小，由計算機進行數據採集處理，可以計算出每個車輪對鐵軌的壓力。
然而電橋(25)的輸出電壓U1的大小與鐵軌(17)(18)承受的壓力的大小呈非線性關係，該關係與壓力無支承範圍以外的其它複雜的影響以及環境溫度的影響等因素有關。為此，可將作為傳感裝置的兩根鐵軌(17)(18)底面上的內側各四個應變片(9)(10)(11)(12)和(13)(14)(15)(16)組成另一個特殊的電橋(34)，電橋(34)的輸出電壓U2作為另一個通道的信號，對電壓U1進行修正。這裡電橋(34)中的(43)(44)為固定電阻，阻值大小等於一個應變片的阻值。電橋(25)與(34)的輸出電壓U1和U2組合成新的電壓值，其計算式為U＝U1(1+βU2×10-6)作為稱重系統的稱重信號，其中β表示為1伏特電壓所表達的微應變數。
用電壓U表達車輪對鐵軌(17)(18)的壓力，可使稱重精度得以提高。車輪對測力範圍(22)(23)內的壓力與電壓U的關係更接近線性關係。因此，有效地減少了測力範圍(21)(24)以外的任何其它複雜力的影響，包括環境溫度變化的影響。
本發明稱重時每次只稱一個軸，即要求無支撐範圍小於兩相鄰車軸的最小距離，大約1.4米左右。當每軸車輪通過無支撐範圍時，兩個電橋(25)(34)電壓組合後的信號U如波形(45)，其中(46)(47)、(47)(48)和(48)(49)的各間距長度是對應貼片點的間距尺寸。要求(46)(47)長度與(48)(49)長度相等。真正有意義的數據是(47)(48)間距內的常值信息。
當一列車輪通過無支撐範圍時，每個軸產生一個(45)波形，波形之間的距離表達了軸間離距。根據記錄車輪到達點(46)和點(49)的時間，可計算出每個車輪的實際速度，進而可計算出實際的軸間距離。這裡要求車速是均勻的。因此，根據波形(45)的特徵可判斷出所稱量的軸是否為機車的軸，或是車皮的軸，或是守車的軸，由此來剔除機車和守車的波形(45)，最後將每節車的四個軸的稱重結果相加得到每節車的重量。
權利要求
1.用於稱量行進中列車載重的無衡元開關式的動態軌道稱重系統，它由鐵軌(17)(18)軌枕(19)(20)應變片(1)至(16)組成，其特徵在於稱重系統是以在相鄰軌枕間無支撐範圍內的鐵軌底面，按特定分部的四個點分別貼有應變片(1)至(16)的兩根普通鐵軌(17)(18)作為力學摶感裝置。
2.如權利要求1所述的無衡無開關式的動態軌道稱重系統的力學傳感裝置其特徵在於在兩根鐵軌底面上分別貼有八個應孌片(1)至(16)並分別組成兩個不同的特殊電橋(25)(34)，電橋輸出的信號由計算機採集處理的。
3.如權利要求2所述的無衡無開關式的動態軌道稱重系統兩個不同的特殊電橋(25)(34)其特徵在於也可以是分別貼有四個應變片(1)至(8)組成不同電橋(34)也可達到精度的一個特殊電橋(25)，電橋輸出的信號由計算機採集處理。
4.如權利要求1所述的無衡無開關式的動態軌道稱重系統，其特徵在於軌道(17)(18)與鄰軌之間是按鐵道標準方式用魚尾板相連接的。
全文摘要
一種稱量行進中列車載重的動態軌道稱重系統。用相鄰軌枕間無支撐範圍內底面按特定分布的四個點上分別貼有應變片的兩根普通鐵軌作為力學傳感裝置。軌底面上的應變片接成特殊的電橋，當每軸車輪通過無支撐範圍時，傳感裝置將車輪對鐵軌的壓力轉換成應變片的組合電橋的輸出電壓，由計算機進行採集和處理，構成了一種無開關，無基坑，無特別秤臺和不改動原有軌道基礎的動態軌道稱重系統。
文檔編號G01G19/03GK1059964SQ9010807
公開日1992年4月1日 申請日期1990年9月21日 優先權日1990年9月21日
發明者王德明, 張秋華 申請人:王德明, 張秋華