一种火车动态称重方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种火车动态称重方法及装置，该称重方法包括：开启N个光纤光栅传感器组，所述N为正整数，每个所述光纤光栅传感器组包括四个光纤光栅传感器；所述光纤光栅传感器组以两个光纤光栅传感器为一组安装在铁轨底支的内外两侧；获取所述光纤光栅传感器组产生的波长偏移量；将所述波长偏移量转换成火车载重信息；判断所述火车载重信息是否符合火车载重限制条件，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息符合火车载重限制条件，则确定所述火车正常行驶；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息不符合火车载重限制条件，则确定所述火车异常行驶。采用本发明专利技术的称重方法及装置能够对火车实时进行动态称重，判断火车是否存在超载或偏载的现象。

【技术实现步骤摘要】
一种火车动态称重方法及装置
本专利技术涉及火车动态称重领域，特别是涉及一种火车动态称重方法及装置。
技术介绍
铁路运输是国民经济的大动脉，而运输安全又是铁路运输的重中之重。然而，由于经济利益的驱使，长期以来铁路货运车辆存在严重的超载、偏载等不合理运输的现象，列车长期处在超载与偏载状态下，将严重损坏铁路设施，缩短铁路的使用寿命，同时也会影响火车行车安全；又由于列车的车轮及轴受力不均，车轮踏面会出现不圆度、多边形化、裂纹等故障，这些故障会导致高频冲击振动，使钢轨垂向的冲击力增大，不但会降低列车的舒适性，产生较大的噪声，而且车轮及轴由于长期处于疲劳状态，断轴、切轴、爬轨和火车颠覆等事故常有发生。所以，火车称重及周期性地进行车轮踏面探伤以消除事故隐患，已经成为当今世界各国共同瞩目的重要问题。目前使用最广泛的对铁路货车称重、超载、偏载情况的检测是基坑断轨式检测系统，该系统可以实现动态双向检测。但由于该系统断轨的特点，列车要限速通过，给铁路列车提速造成了很大的障碍，而且该系统安装复杂且成本较高。近几年来，对称重、超载与偏载的检测技术取得了一定的发展和成绩，尤其是应用了电应变式传感器计量理论研制的无基坑、不断轨式称重、超载与偏载检测系统实现了新的突破，计量速度和计量精度都在很大程度上得到了提高。然而，传统电应变式传感器，需要用不同的电式应变传感器分别对铁轨的不同部位进行检测，而且受到位置、时间等因素限制。同时当火车以大于60千米/小时的速度通过时，振动较大，影响测量的精度，另外传统电应变式传感器存在着灵敏度低和零点漂移大的问题，大应变状态下具有较大的非线性，还存在电磁干扰、耐腐蚀能力差、允许通过速度低等缺陷。目前国内对火车轮踏面的检测很大程度上依赖于人工，检测技术落后，工作效率低，劳动强度大，并容易产生人为检测误差，无法快速、准确掌握轮对状态，同时不便于信息管理。另外一种对于车轮踏面探伤常用的方法是磁粉探伤法。磁粉探伤是一种探测工件表面缺陷的无损检测方法，其特点是灵敏度高，操作简单。但当用于检查车轮时，只能探测其表面极浅的范围，且判伤要靠人工进行，所以该方法仅适用于车轮的静态手工探伤。在车轮不解体的情况下，由于车轮被其他部件和铁轨底支遮挡，因此对车轮及其踏面进行完全的磁粉检查是不可能的。磁粉探伤法只适用于在车轮生产厂或较大的路内维修厂，对组装前或解体后的车轮的检验，一般用来检查轮辋和辅板的表面缺陷。综上所述，以目前的技术来说，铁路车辆称重与车轮踏面探伤一般都是分开进行，且无法达到车辆快速动态称重和动态车轮踏面探伤，费时费力，且成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种火车动态称重方法及装置，以实现对火车实时动态快速称重的目的，并且在此称重过程中实现对火车进行实时车轮踏面探伤的效果。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种火车动态称重方法，包括：开启N个光纤光栅传感器组，所述N为正整数，每个所述光纤光栅传感器组包括四个光纤光栅传感器；所述光纤光栅传感器组以两个光纤光栅传感器为一组安装在铁轨底支的内外两侧；当火车经过时，获取所述光纤光栅传感器组产生的波长偏移量；将所述波长偏移量转换成火车载重信息；判断所述火车载重信息是否符合火车载重限制条件，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息符合火车载重限制条件，则确定所述火车正常行驶；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息不符合火车载重限制条件，则确定所述火车异常行驶。可选的，所述若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息不符合火车载重限制条件，具体包括：所述火车载重信息包括轴重信息和车轮载重信息；根据所述轴重信息计算得到火车载重量；判断所述火车载重量是否超出预设的火车载重阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述火车载重量超出预设的火车载重阈值，则确定所述火车超载。可选的，所述根据所述轴重信息计算得到火车载重量，之后还包括：判断所述车轮载重信息是否超出预设的火车车轮载重阈值，得到第三判断结果；若所述第三判断结果表示为所述车轮载重信息超出预设的火车车轮载重阈值，则确定所述火车偏载。可选的，所述开启N个光纤光栅传感器组之前，还包括：开启光纤光栅触发传感组；所述光纤光栅触发传感组具有两个光纤光栅触发传感器，两个所述光纤光栅触发传感器分别安装在两条铁轨底支的内侧；判断所述光纤光栅触发传感组是否接收到火车所产生的应力信号，得到第四判断结果；若所述第四判断结果表示为所述光纤光栅触发传感组接收到火车所产生的应力信号，则开启N个光纤光栅传感器组。可选的，所述将所述波长偏移量转换成火车载重信息之后，还包括：根据所述波长偏移量生成车轮的振动波形；判断所述振动波形的频率是否超过预设阈值，得到第五判断结果；若所述第五判断结果表示为所述振动波形的频率超过预设阈值，根据不同的振动波形确定车轮损伤的类型。可选的，所述判断所述车轮载重信息是否符合火车载重限制条件之后，还包括：获取所述光纤光栅传感器组采集信号的时间间隔；获取相邻两个车厢的轴距信息；根据所述时间间隔和所述轴距信息计算所述火车的行车速度。一种火车动态称重装置，所述称重装置采用权利要求1的称重方法：包括：开启N个光纤光栅传感器组，所述N为正整数，每个所述光纤光栅传感器组包括四个光纤光栅传感器；所述光纤光栅传感器组安装在两条铁轨底支的内外两侧；当火车经过时，获取所述光纤光栅传感器组产生的波长偏移量；将所述波长偏移量转换成火车载重信息；根据所述火车载重信息计算得到火车载重量；判断所述火车载重量是否超出预设的火车载重阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述火车载重量超出预设的火车载重阈值，则确定所述火车超载；该称重装置，具体包括：宽带光源、光纤、耦合器、光探测器、分光器、解调装置、通信系统、数据处理中心、光纤光栅传感阵列；所述宽带光源的输入端与所述数据处理中心相连，所述数据处理中心用来配置光源的参数；所述宽带光源的输出端与所述耦合器的输入端通过光纤相连；所述耦合器的耦合端与所述光纤光栅传感阵列通过所述光纤连接在一起；所述光纤光栅传感阵列由N个所述光纤光栅触发传感器、N个所述光纤光栅应变传感器、N个所述光纤光栅振动传感器组成；所述耦合器的输出端与所述光探测器的输入端相连；所述光探测器的输出端与所述分光器相连；所述分光器的十八个输出通道分别连接在所述解调装置的输入通道，所述解调装置的输出通道通过所述通信系统与所述数据处理中心进行双向通信，实现传输数据和控制设备同时进行。可选的，所述光纤光栅传感阵列具体包括：2个光纤光栅触发传感器、8个光纤光栅应变传感器、8个光纤光栅振动传感器；所述光纤光栅触发传感器、所述光纤光栅应变传感器和所述光纤光栅振动传感器之间通过光纤进行连接。(每相邻的两个光纤光栅传感器)可选的，所述光纤光栅传感阵列具体包括：2个所述光纤光栅触发传感器分别安装在两条铁轨底支的内侧，构成启动装置；每2个所述光纤光栅应变传感器为一组，一个所述光纤光栅应变传感器安装在一条铁轨底支外侧，另一个所述光纤光栅应变传感器安装在另一条铁轨底支的外侧，两个所述光纤光栅应变传感器的连线垂直于其中一条铁轨；每2个所述光纤光栅振动传感器为一组，一个所述光纤光栅振动传感器安装在一条铁轨底支内侧，另一个所述光纤光栅振动传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火车动态称重方法，其特征在于，包括：开启N个光纤光栅传感器组，所述N为正整数，每个所述光纤光栅传感器组包括四个光纤光栅传感器；所述光纤光栅传感器组以两个光纤光栅传感器为一组安装在铁轨底支的内外两侧；所述光纤光栅传感器组为光纤光栅传感阵列的一部分，所述光纤光栅传感阵列由N个所述光纤光栅触发传感器、N个所述光纤光栅应变传感器、N个所述光纤光栅振动传感器组成；当火车经过时，获取所述光纤光栅传感器组产生的波长偏移量；将所述波长偏移量转换成火车载重信息；判断所述火车载重信息是否符合火车载重限制条件，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息符合火车载重限制条件，则确定所述火车正常行驶；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息不符合火车载重限制条件，则确定所述火车异常行驶。

【技术特征摘要】
1.一种火车动态称重方法，其特征在于，包括：开启N个光纤光栅传感器组，所述N为正整数，每个所述光纤光栅传感器组包括四个光纤光栅传感器；所述光纤光栅传感器组以两个光纤光栅传感器为一组安装在铁轨底支的内外两侧；所述光纤光栅传感器组为光纤光栅传感阵列的一部分，所述光纤光栅传感阵列由N个所述光纤光栅触发传感器、N个所述光纤光栅应变传感器、N个所述光纤光栅振动传感器组成；当火车经过时，获取所述光纤光栅传感器组产生的波长偏移量；将所述波长偏移量转换成火车载重信息；判断所述火车载重信息是否符合火车载重限制条件，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息符合火车载重限制条件，则确定所述火车正常行驶；若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息不符合火车载重限制条件，则确定所述火车异常行驶。2.根据权利要求1所述的称重方法，其特征在于，所述若所述第一判断结果表示为所述火车载重信息不符合火车载重限制条件，具体包括：所述火车载重信息包括轴重信息和车轮载重信息；根据所述轴重信息计算得到火车载重量；判断所述火车载重量是否超出预设的火车载重阈值，得到第二判断结果；若所述第二判断结果表示为所述火车载重量超出预设的火车载重阈值，则确定所述火车超载。3.根据权利要求2所述的称重方法，其特征在于，所述根据所述轴重信息计算得到火车载重量，之后还包括：判断所述车轮载重信息是否超出预设的火车车轮载重阈值，得到第三判断结果；若所述第三判断结果表示为所述车轮载重信息超出预设的火车车轮载重阈值，则确定所述火车偏载。4.根据权利要求1所述的称重方法，其特征在于，所述开启N个光纤光栅传感器组之前，还包括：开启光纤光栅触发传感组；所述光纤光栅触发传感组具有两个光纤光栅触发传感器，两个所述光纤光栅触发传感器分别安装在两条铁轨底支的内侧；判断所述光纤光栅触发传感组是否接收到火车经过时所产生的应力信号，得到第四判断结果；若所述第四判断结果表示为所述光纤光栅触发传感组接收到火车所产生的应力信号，则开启N个光纤光栅传感器组。5.根据权利要求1所述的称重方法，其特征在于，所述将所述波长偏移量转换成火车载重信息之后，还包括：根据所述波长偏移量生成车轮的振动波形；判断所述振动波形的频率是否超过预设阈值，得到第五判断结果；若所述第五判断结果表示为所述振动波形的频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立，陈新发，
申请(专利权)人：红心科技有限公司，
类型：发明
国别省市：西藏,54