特别是用于计轴器的应变测量设备制造技术

一种特别是用于计轴器的应变测量设备，包括：‑至少一个应变传感器部件，特别是带有光纤布拉格光栅的光学纤维；‑支架，其上固定着所述应变传感器部件；和‑待监视的结构，特别是铁轨，在其上固定着所述支架，其中，所述支架的至少一部分在所述支架的固定于所述结构上的状态下通过所述结构被保持在弹性变形的状态下，其特征在于，所述支架构造有相互间隔开地彼此相对置的第一支架件和第二支架件，所述应变传感器部件至少以第一固定点固定在所述第一支架件上，并且至少以第二固定点固定在所述第二支架件上，并且既不以这些固定点之间的中间区段固定在第一支架件上，也不以其固定在第二支架件上。

【技术实现步骤摘要】
特别是用于计轴器的应变测量设备本专利申请是于2020年3月20日向中华人民共和国国家知识产权局提交的申请号为201880061096.9、专利技术名称为“特别是用于计轴器的应变测量设备”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种特别是用于计轴器的应变测量设备，其包括：-至少一个应变传感器部件，特别是带有光纤布拉格光栅的光学纤维；-支架，其上固定着应变传感器部件；和-待监视的结构，特别是铁轨，在其上固定着支架，其中，支架的至少一部分在支架的固定于该结构上的状态下通过该结构被保持在弹性变形的状态下。
技术介绍
用于计轴器的这种应变测量设备特别是由EP3069952A1已知。为了使得铁路交通更安全，使用计轴器。采用计轴器尤其可以检查计轴器的地点是否已经被火车完全通过，以便例如确定出相关的轨道区段是否已经变得完全空闲。计轴器的可能的测量原理基于利用应变传感器部件来测量通过由轴传递的火车重力引起的轨道弹性变形。为此EP3069952A1提出，作为应变传感器部件，把光纤布拉格光栅(＝FBG，也就是FiberBraggGitter)在预应力下固定在轨道上。光纤布拉格光栅的反射波长与FBG的弹性应变状态有关，由此可以测量应变状态。通过预应力可以借助FBG的应变状态来识别出：FBG是否仍正确地固定在轨道上、还是从轨道上脱落。在一种变型中提出，热学地施加预应力，其方式为，支架在预应力下安置在轨道上。由DE102005010344A1还已知，通过弯曲状态来影响光波导中的阻尼特性。此外例如也已知一些应变传感器部件，其基于因变化的应变状态所致的电阻或电容变化。然而，在预应力下把应变传感器部件直接固定在待监视的结构比如铁轨上比较困难。支架上固定着应变传感器，通过该支架来施加预应力，这样可以实现一定程度的简化。但在这种情况下，也难以借助应变传感器部件来调节一定的应变状态(比如为了调节工作点)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种便于操作的应变测量设备，其中，能可靠地识别出脱落，并且可轻易地设定应变传感器部件的应变状态。该目的通过一种开篇所述类型的应变测量设备得以实现，其特征在于：支架构造有相互间隔开地彼此相对置的第一支架件和第二支架件，应变传感器部件至少以第一固定点固定在第一支架件上，并且至少以第二固定点固定在第二支架件上，并且既不以这些固定点之间的中间区段固定在第一支架件上，也不以这些固定点之间的中间区段固定在第二支架件上。在本专利技术的范畴内规定，应变传感器部件并非沿着其整个测量长度线性地固定在支架上，而是应变传感器部件仅以第一固定点固定在第一支架件上，并且以第二固定点固定在第二支架件上。在位于它们之间的中间区段内，应变传感器部件保持自由。由此原则上能够实现：使得应变传感器部件的应变状态与支架的弹性变形状态至少部分地解耦。尤其能够实现：由于被监视的结构的变形所致的支架弹性变形根据应用情况而定减弱地或增强地、或从一定的阈值起才传递到应变传感器部件上，或者支架的某些种类的变形增强地传递到应变传感器部件上。应变传感器部件由此可以在最佳的工作区域内工作，并且可以使得应变传感器部件的某些监视功能更加可靠，比如更加可靠地使得识别出“从结构上掉落下来”。同时，支架在结构上的固定可以在支架的易于掌控的弹性变形情况下进行，而不会因应变传感器部件而严重受限。在中间区段处可以简单且直接地够到应变传感器部件，特别是无需在应变传感器部件的变形中通过位于其下方的支架的变形予以确定。在中间区段中，例如可以相对于支架对应变传感器部件进行附加的绷紧(比如通过随动部件)、或者也可以进行附加的减载(比如通过超长)。把支架固定在待监视的结构上，其中，支架的至少一部分通过该结构保持在弹性变形的状态下，这能以简单的方式实现检查应变测量设备是否仍正确地位于该结构上、还是从该结构上掉落下来；后者导致回弹到支架或至少所述部分的弹性未变形状态下。从该结构上掉落下来例如可以在固定部老化或者热致软化时出现。应变测量设备经过优选设计，从而支架的弹性变形或夹紧可通过测得应变传感器部件的应变来获知(即支架的弹性变形处于应变传感器部件的受监视区域内)。替代地也可行的是，规定与应变传感器部件或其延展部分开的测量机构或测量，借此可以检查支架的变形(例如在使用另外的应变传感器部件的情况下)。应变测量设备通常仅包括一个应变传感器部件，替代地也可包括两个或更多的应变传感器部件。在本专利技术的范畴内，应变传感器部件利用第一和第二固定点固定在第一和第二支架件上，且在中间区段内并未固定在这些支架件上(也未固定在支架的其它部分上)。支架除了包括第一和第二支架件外，通常还包括一个或多个其它的部分件(比如基本部件或撑杆)。应变传感器部件优选设计成带有光纤布拉格光栅(＝FBG)的光学纤维；在此，FBG位于中间区段中的固定点之间。通常，应变传感器部件在支架的固定于该结构上的状态下处于略微弹性的应变中，从而无论待监视的结构的压缩还是其拉伸都能轻易地被识别出来。根据本专利技术的应变测量设备尤其可以应用在计轴器中；这种计轴器包括至少一个根据本专利技术的应变测量设备。但也可以规定应变测量设备的其它应用，比如用于监视机械构件的机械负荷或磨损。应变传感器部件可以相对于待监视的结构的中性纤维以倾斜的角度例如大约45°的角度布置。支架在待监视的结构上的固定例如可以通过拧紧、钎焊或粘接来进行。应变传感器部件在支架件上的固定例如可以通过夹紧、钎焊或粘接来进行。总之，采用本专利技术可以特别简单地实现：一方面使得应变传感器部件(在支架的固定于结构上的状态下)保持所希望的预应力，另一方面借助支架的至少一部分来监视支架是否仍(充分地)固定在待监视的结构上。本专利技术的优选实施方式在根据本专利技术的应变测量设备的一种优选的实施方式中规定：支架的一部分包括板簧部件，该部分在支架的固定于结构上的状态下通过该结构保持在弹性变形的状态下；以及在板簧部件上构造了：-支撑部件，用于在支架的固定于结构上的状态下支撑在结构上；和-随动部件，用于在中间区段中触及(Hintergreifen)应变传感器部件。通过贴靠在结构上的支撑部件使得该板簧部件产生弹性变形。随动部件通常基本上垂直于应变传感器部件的伸展方向(测量方向)且通常基本上垂直于结构的表面运动，在该表面上固定着支架。利用随动部件可以根据板簧部件的变形使得应变传感器部件产生弹性延展，或者也产生弯曲。这种延展或弯曲可以通过应变传感器部件(比如通过延展本身，或者也通过变化的、通常增大的衰减)测得，因而轻易地识别出支架从结构上脱落下来。该构造方式特别可靠地识别出应变传感器部件从待监视的结构上脱落下来。为了识别出传感器脱落，只需板簧部件的弹性变形；尤其无需将弹性地相互夹紧的支架面固定(比如粘接)在该结构上，这使得安装特别简单。在该实施方式的一种优选的改进中，板簧部件和随动部件经过设计，从而通过它们在板簧部件的弹性变形状态下在支架固定于结构上的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于安装尤其是用于计轴器(91)的应变测量设备(1)的方法，/n其中，所述应变测量设备(1)包括/n-至少一个应变传感器部件(5)，特别是带有光纤布拉格光栅(6a，FBG)的光学纤维(6)；/n-支架(2)，其上固定着所述应变传感器部件(5)；和/n-待监视的结构(4)，特别是铁轨，在其上固定着所述支架(2)，其中，所述支架(2)的至少一部分在所述支架(2)的固定于所述结构(4)上的状态下通过所述结构(4)被保持在弹性变形的状态下，/n其中，所述支架(2)构造有相互间隔开地彼此相对置的第一支架件(T1)和第二支架件(T2)，/n以及其中，所述应变传感器部件(5)至少以第一固定点(7)固定在所述第一支架件(T1)上，并且至少以第二固定点(8)固定在所述第二支架件(T2)上，以及既不以这些固定点(7、8)之间的中间区段(5a)固定在所述第一支架件(T1)上、也不以这些固定点(7、8)之间的中间区段(5a)固定在所述第二支架件(T2)上，/n其特征在于如下步骤：/na)借助夹紧部件(41；81)使得所述支架(2)的至少该部分弹性地夹紧；/nb)借助所述夹紧部件(41；81)使得所述支架(2)的至少该部分保持在弹性夹紧的状态下，并且将所述支架(2)固定特别是粘接在待监视的结构(4)上；/nc)将所述夹紧部件(41；81)去除。/n...

【技术特征摘要】
20170922 EP 17192644.71.一种用于安装尤其是用于计轴器(91)的应变测量设备(1)的方法，
其中，所述应变测量设备(1)包括
-至少一个应变传感器部件(5)，特别是带有光纤布拉格光栅(6a，FBG)的光学纤维(6)；
-支架(2)，其上固定着所述应变传感器部件(5)；和
-待监视的结构(4)，特别是铁轨，在其上固定着所述支架(2)，其中，所述支架(2)的至少一部分在所述支架(2)的固定于所述结构(4)上的状态下通过所述结构(4)被保持在弹性变形的状态下，
其中，所述支架(2)构造有相互间隔开地彼此相对置的第一支架件(T1)和第二支架件(T2)，
以及其中，所述应变传感器部件(5)至少以第一固定点(7)固定在所述第一支架件(T1)上，并且至少以第二固定点(8)固定在所述第二支架件(T2)上，以及既不以这些固定点(7、8)之间的中间区段(5a)固定在所述第一支架件(T1)上、也不以这些固定点(7、8)之间的中间区段(5a)固定在所述第二支架件(T2)上，
其特征在于如下步骤：
a)借助夹紧部件(41；81)使得所述支架(2)的至少该部分弹性地夹紧；
b)借助所述夹紧部件(41；81)使得所述支架(2)的至少该部分保持在弹性夹紧的状态下，并且将所述支架(2)固定特别是粘接在待监视的结构(4)上；
c)将所述夹紧部件(41；81)去除。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使得所述夹紧部件(41)在步骤a)之前牢固地与所述支架(2)连接；以及针对步骤a)使得所述夹紧部件(41)从所述支架(2)断裂。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使得所述夹紧部件(81)在步骤a)和b)中牢固地与所述支架(2)连接；针对步骤c)使得所述夹紧部件(81)从所述支架(2)断裂。


4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在安装一个或多个应变测量设备(1)之后，检查断裂的、且在步骤c)中去除的夹紧部件(41；81)的完整性。


5.一种特别是用于计轴器(91)的应变测量设备(1)在根据权利要求1至4之一所述的安装方法中的应用，所述应变测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯·希克，卡森·奥尔德沃特，雷纳·克莱姆，弗洛里安·穆沙威克，拉尔斯·霍夫曼，
申请(专利权)人：泰雷兹管理与服务德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE