[发明专利]一种轮轨力在线监测系统、监测方法及静态标定方法

说明书

本发明涉及铁道工程的技术领域，公开了一种轮轨力在线监测系统，包括设置在钢轨的多个不同监测位置上的双轴应变片，每个监测位置设置有多个双轴应变片，多个双轴应变片通过排线进行组桥，桥路的输出端与NI数据采集板卡模块配套的桥盒相连，每个桥盒的输出端通过RJ‑50的插口分别连接至NI数据采集板卡模块的四个通道，NI数据采集板卡的输出端和工控机相连，工控机通过DTU无线透传模块和服务器相连，实现对钢轨的轮轨力的在线监测和预警。还公开了一种轮轨力的监测方法及静态标定方法。本发明对轮轨力进行在线监测，可实现精确度高、抗干扰能力强、工业适用性好、高效率、维护成本低的效果，具有明显的科研应用价值。

技术领域

本发明涉及铁道工程的技术领域，具体涉及一种轮轨力在线监测系统、监测方法及静态标定方法。

背景技术

轮轨力的确定是研究轮轨关系的基础，车轮与轨道间的相互作用直接影响着铁路行车安全、轮轨的磨损以及维修。

目前,国内对于轮轨力的地面测试也有了一定的研究，但仍然存在着不足之处：现有的轮轨力测试方法大多通过现场焊接应变片并进行组桥的方式，所选用的应变片耐热性以及防水性较差，采集结果受到自然条件影响较大；同时，若胶水与应变片不够匹配，贴片过程中还会出现粘贴不牢的“假粘”现象，这样会使桥路的输出灵敏度降低，达不到预期的效果。

而且，通常轮轨力标定采用液压千斤顶，计算压力的方式是用液压表的兆帕读数乘以液压千斤顶的顶头的面积，这样收到油压表误差和顶头的尺寸误差，计算出的压力差值大，并且需要人工读取液压泵表盘读数，导致标定过程繁琐且标定精度不高；另外，现有的测试与采集装置多为已集成好系统，不能根据实际情况对采集系统进行编译与调整，采集的数据受到了较大局限；传统轮轨力分析时只能进行现场实测，不能实现远程监测的目的，从而不能满足相关监测需求。

发明内容

本发明提供了一种轮轨力在线监测系统、监测方法及静态标定方法，解决了现有轮轨力分析时只能进行现场实测，不能实现远程监测及现有静态标定等问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种轮轨力在线监测系统，包括设置在钢轨的多个不同监测位置上的双轴应变片，每个监测位置设置有多个双轴应变片，多个所述双轴应变片通过排线进行组桥，桥路的输出端与NI数据采集板卡模块配套的桥盒相连，每个桥盒的输出端通过RJ-50的插口分别连接至所述NI数据采集板卡模块的四个通道，其特征在于：所述NI数据采集板卡的输出端和工控机相连，所述工控机通过DTU无线透传模块和服务器相连，实时对脱轨系数和轮重减载率计算判断，实现对钢轨的轮轨力的在线监测和预警。

进一步，所述NI数据采集板卡的输出端通过USB接口和工控机相连。

进一步，还包括反力架，所述反力架用于对每个监测位置的多个双轴应变片进行水平力和垂直力的静态标定。

进一步，所述反力架包括工字钢体、垂直设置在所述工字钢体的一翼缘的同一侧的两个拉杆和一个限位环，所述限位环设置在翼缘的中心，用于固定静态标定的千斤顶；所述拉杆设置在翼缘的端部，用于连接钢轨。

进一步，所述拉杆呈钩型，包括钩型部和杆状部，所述钩型部用于连接钢轨，所述杆状部采用焊接方式设置在所述工字钢体的翼缘上。

进一步，所述限位环采用焊接方式设置在所述工字钢体的翼缘上，且内径和千斤顶的底部外径采用过盈配合。

一种基于上述在线监测系统的监测方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、通过各个监测位置设置的多个双轴应变片对钢轨进行水平力和垂直力的数据采集，并将数据实时传送到服务器，并存储下来；

步骤二、根据各个监测位置的钢轨的水平力和垂直力，实时计算对应的脱轨系数和轮重减载率；