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专利名称：多功能组合式无基坑不断轨轨道称量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用电阻随作用力大小而变化的性质来计量力或应力的装置，特别是轨道称量装置。
背景技术：
不断轨轨道称重装置与断轨型轨道称重装置相比，具有造价低，施工周期短，使用稳定性、可靠性和安全性强等特点。已有不断轨轨道称重装置主要有轨垫式传感器、塞入式传感器和夹紧接触式传感器，塞入式传感器和夹紧接触式传感器可称为剪切应变式传感器。轨垫式传感器是在一段轨道相间一距离的两根普通轨枕之间以轨枕的形式取代普通轨枕，垫入钢轨下面，其数量根据实际需要而定，多至几个、十几个，少至一个、二个，当车轮从钢轨上经过时，其重量直接通过钢轨作用到传感器上，实现称重计量。这种装置由于在称重区两端存在称量-非称量的过渡区而影响称量精度。剪切应变式传感器安装于钢轨腹板中心层附近(塞入式传感器安装于腹板预留的安装孔)，当车轮从钢轨上经过时，钢轨受重产生形变，其应力传递到传感器，实现称重计量。这种装置的主要缺点是称量区域短，从而影响称量精度。将轨垫式传感器和剪切应变式传感器组合在一起，构成复合式不断轨轨道称重装置，可以克服两者单独使用所产生称量精度低和称量区短的问题。本发明人先前的 CN2398620Y公告的就是这种称重装置。轨道称量装置按称量体的整体与局部计量分为轮轴计量、转向架计量和整车计量几种。相邻前、后两轮轴构成转向架，同车前、后两转向架构成整车。故称量处理时可以将相邻前、后两轮轴计量合为转向架计量，同车前、后两转向架计量合为整车计量。但由局部计量合为整体计量的处理结果通常误差较大，反之，将整体计量拆分为局部计量结果误差也大。目前应用的轨道称量装置，其称量方式(称量功能)都是单一的，即整车计量的不能检测轮轴重和转向架重，反之亦然。
发明内容本实用新型要解决目前轨道称量装置在轮轴计量、转向架计量或整车计量上方式单一，不能一台设备同时或兼备多种计量方式，造成计量误差较大、计量操作复杂、设备成本高等问题，为此提供本实用新型的一种多功能组合式无基坑不断轨轨道称量装置，这种轨道称量装置兼具轮轴称量、转向架称量和整车称量功能，计量操作方便，计量结果误差小，设备投资成本低。为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是设有轨垫式传感器，其特殊之处是在轨道的相间两轨枕之间的钢轨段下面垫设有若干所述轨垫式传感器，两轨枕的每一轨枕与该轨枕相邻的轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器，两所述轨垫式传感器之间的钢轨腹板上也设置有剪切应变式传感器。本实用新型中所述剪切应变式传感器可以是塞入式传感器，也可以是夹紧接触式传感器。所述塞入式传感器是已知的。所述夹紧接触式传感器为本申请人的ZL 201020256600. 1号实用新型专利说明书所披露的。本实用新型中所述若干轨垫式传感器可以通过安装底座直接安装在各类型钢平面、混凝土地梁预埋钢制垫板、钢制框架平台(钢性框架秤体)上，再将整条钢轨按铁道部标准方法固定在轨垫式传感器上，为减少振动可以在轨垫式传感器与钢轨轨底之铺上减振胶垫。若干轨垫式传感器形成一个称重信号感应区。当外力(车轮轮重)通过钢轨作用到各传感器上，形成多支点的受力称重轨，传感器便产生一个与外力成正比的输出信号。可以根据实际需要，方便地增减轨垫式传感器的数量，以延长或缩短有效称量区。本实用新型在两轨枕的每一轨枕与该轨枕相邻的轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器，即全部轨垫式传感器区段两端与轨枕之间的钢轨腹板上各设置有剪切应变式传感器，剪切应变式传感器可以是塞入式传感器，也可以是夹紧接触式传感器，它安装在钢轨腹板中心层附近，起到补偿轨垫式传感器信号的作用，同时还起到隔离外力的作用。本实用新型除了全部轨垫式传感器区段两端与轨枕之间的钢轨腹板上各设置有剪切应变式传感器外，在两所述轨垫式传感器之间的钢轨腹板上也设置有剪切应变式传感器，即相对于端部而言中间所需部位的两轨垫式传感器之间钢轨腹板上也设置有剪切应变式传感器，它同样补偿轨垫式传感器信号的作用，只是称量区的位置与长度不同。本实用新型由于在轨道的相间两轨枕之间的钢轨段下面垫设有若干轨垫式传感器，两轨枕的每一轨枕与该轨枕相邻的轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器，两所述轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器，故在能弥补单一轨垫式传感器或单一剪切应变式传感器检测信号误差的基础上，还能克服整体与局部称量功能单一的缺陷，即本实用新型兼具有整车称量、转向架称量及轮轴称量的功能，做到称量方便，计量准确，整体上设备成本低。

图14是图12和图13输出信号叠加示意图。图中标记为1、1-1、1_2、1-3剪切应变式传感器，11环体，12柔性过渡区，13端盖， 14腹板，141孔，15应变片，151丝栅，16基座，17支架，18压紧螺杆，19锁紧螺母；2轨垫式传感器，21应变孔，22电阻应变片，23钢轨卡槽，M卡件止退槽，25扣件安装孔J6螺柱孔； 3钢制平台(或现浇砼基础)，4轨枕，5钢轨，6安装底垫，7钢轨扣件，8减震胶垫，AA轮轴， BB轮轴，CC轮轴，DD轮轴，P重力，Wl剪切应变式传感器输出量，W2轨垫式传感器输出量， W剪切应变式传感器和轨垫式传感器输出叠加量。
具体实施方式
多功能组合式无基坑不断轨轨道称量装置，在轨道的相间两轨枕4之间的钢轨段下面垫设有若干轨垫式传感器2，两轨枕的每一轨枕与该轨枕4相邻的轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器1-1，两所述轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器1-2、1-3。典型的方案是所述剪切应变式传感器为夹紧接触式传感器。轨垫式传感器2其本体如同普通轨枕垫置于钢轨下面。本体中部上面设有钢轨卡槽23，卡槽两侧外延处各设有扣件安装孔25和卡件止退槽M，近两端部各设有应变孔21 其内设置有电阻应变片22，两端开设有安装用螺柱孔沈；传感器本体与钢制平台或现浇砼基础3间垫设有安装底垫6，钢轨卡槽和钢轨间垫有减震胶垫8，钢轨与传感器本体间设钢轨扣件7。夹紧接触式传感器具有环体11，环体具有一柔性过渡区12，环体内连有腹板14， 腹板上设有电阻应变片15，环体后端连有端盖13，设有连于基座16的位于钢轨一侧的支架 17，基座可以与钢制平台3 —体，支架的螺孔中设有压紧螺杆18，当所述传感器环体顶靠于钢轨腹板时，所述压紧螺杆前端能顶置于所述传感器端盖的外端，压紧螺杆上设有锁紧螺母19。电阻应变片的丝栅151 —部分与环体一直径方向平行，电阻应变片丝栅其余部分与所述直径方向直角相交，当所述丝栅当一部分与水平方向夹角为45°时，丝栅其余部分与水平方向夹角为135°。腹板14上开有周向均布的四个孔141，该四个孔一一对应于正方形各顶角处，当所述正方形一对角方向两个孔位于水平方向时，所述丝栅一部分与水平方向夹角为45°，丝栅其余部分与水平方向夹角为135°。如图8示，整车称重时，启用中心线两侧的两剪切应变式传感器1-1 (对应车厢前、 后端方向)和全部轨垫式传感器2，弃用(不用)轨垫式传感器之间的剪切应变式传感器 1-2、1-3，两剪切应变式传感器1-1的信号输出曲线如图12示，轨垫式传感器2的信号输出曲线如图13示，图14表示两种传感器信号叠加，图中纵座标表示重量，横座标表示距离。转向架称重时，如图9示，启用中心线一侧的两剪切应变式传感器1-1、1-3和该两剪切应变式传感器之间的两轨垫式传感器，弃用剪切应变式传感器1-2和其余轨垫式传感器。轮轴称重时，如图10示，启用中心线一侧的剪切应变式传感器1-1、1_2、1-3和两剪切应变式传感器1-1、1_2之间的两轨垫式传感器，弃用其余轨垫式传感器和剪切应变式传感器。由切应变式传感器1-1、切应变式传感器1-2及该二者间的轨垫式传感器得到A轮轴称重量，由切应变式传感器1-2、切应变式传感器1-3及该二者间的轨垫式传感器得到B轮轴称重量。 转向架称重和轮轴称重传感器输出特性与图12、图13、图14所示的相同。
权利要求1.多功能组合式无基坑不断轨轨道称量装置，具有轨垫式传感器，其特征是在轨道的相间两轨枕(4)之间的钢轨段下面垫设有若干所述轨垫式传感器O)，两轨枕的每一轨枕与该轨枕相邻的轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器(1-1)，两所述轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器(1-2、1_3)。
2.如权利要求1所述的多功能组合式无基坑不断轨轨道称量装置，其特征是所述剪切应变式传感器为塞入式传感器或夹紧接触式传感器。
专利摘要称量准确，设备投资省的多功能组合式无基坑不断轨轨道称量装置，具有轨垫式传感器，在轨道的相间两轨枕(4)之间的钢轨段下面垫设有若干所述轨垫式传感器(2)，两轨枕的每一轨枕与该轨枕相邻的轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器(1-1)，两所述轨垫式传感器之间的钢轨腹板上设置有剪切应变式传感器(1-2、1-3)。本实用新型适合车辆轨道称重。
文档编号G01G19/04GK202048970SQ20112008242
公开日2011年11月23日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者凌行峰, 卢颖卓, 顾佳捷 申请人:杭州钱江称重技术有限公司