專利名稱：特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鐵路車輛動態(tài)稱重、超偏載檢測及無臺面動態(tài)電子軌道衡的傳感裝置。
鐵路車輛超、偏載檢測裝置一般采用普通鋼軌作彈性體，其優(yōu)點是制作方便，造價低廉。但普通鋼軌彈性性能較差，不是制作傳感器器的理想材料，因而，以此為彈性體的檢測裝置，其稱量精度不高，不能滿足計量規(guī)程要求。而在軌道衡中，往往都是把稱臺支承在柱式或梁式壓力傳感器上進(jìn)行稱重，構(gòu)成有基坑，有臺面動態(tài)電子軌道衡，但是這種衡對于過衡車列的速度限定在15km／h以內(nèi)，因此，不適合在鐵路運營線上安裝使用，也不宜在環(huán)境惡劣的煤場、礦山使用。
本實用新型的目的是從提高彈性體的彈性性能和改變彈性體變形信號采集及測量方式入手，既提高軌道稱重傳感裝置的稱量精度，又使之適合在運營鐵路線上使用。
本實用新型采用兩條長度大于4.5米的特種合金鋼軌作彈性體，在每條鋼軌軌腰中性上對稱等距設(shè)置兩個以上的傳感器，每個傳感器由對稱粘貼于特種合金鋼軌軌腰兩側(cè)中性線上的兩對應(yīng)變計貼片點及其連接導(dǎo)線構(gòu)成，同一對應(yīng)變計貼片點對稱于鋼軌中性線某點兩側(cè)，兩對應(yīng)變計貼片之中心距為200－300mm。
前述特種合金鋼軌采用牌號為40CrNiNoA的合金彈簧鋼構(gòu)成，也可采用牌號為42CrNo合金鋼或牌號為35CrMnSiA合金彈簧鋼構(gòu)成。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明

圖1為特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置正視圖；圖2為一字型應(yīng)變計貼片示意圖；圖3為一字型應(yīng)變計傳感器導(dǎo)線連接俯視展開圖；圖4為一字型應(yīng)變計傳感器測重電橋連接電路圖；圖5為人字型應(yīng)變計貼片示意圖；圖6為人字型應(yīng)變計傳感器測重電橋連接電路圖。
為了提高彈性體變形信號采集精度，根據(jù)材料力學(xué)中剪切應(yīng)變原理及電橋電路測量原理，本實用新型各傳感器中應(yīng)變計貼片點及其導(dǎo)線連接依據(jù)應(yīng)變計的種類設(shè)計了兩種方式。
如圖1、圖2、圖3所示，前述的傳感器中各應(yīng)變計貼片點由軸線垂直相交且與鋼軌中性線成45°夾角的兩片“一字型”應(yīng)變計組成，代號為單數(shù)的1與3、5與7的一字型應(yīng)變計在同一側(cè)構(gòu)成兩個貼片點，代號為偶數(shù)的2與4、6與8的一字型應(yīng)變計在另一側(cè)對應(yīng)點構(gòu)成另外兩個貼片點，將1與2、3與4、5與6、7與8的一端導(dǎo)線直接相連，1與3的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引出測點B，2與5的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引發(fā)測點A，6與7的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引出測點D，4與8的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引出測點C，A與C，B與D即組成測重電橋的兩組對角線(圖4)，在電橋的對角線AC端加上供橋電壓μo，電橋的另一對角線BD端則為輸出端，其輸出電壓Δμ與鋼軌的承載力P成正比。
如圖5所示，前述的傳感器中各應(yīng)變計貼片點由一片軸線與鋼軌中性線重疊的“人字型”(又稱剪切型)應(yīng)變計組成，代號為1′、3′的人字型應(yīng)變計在同一側(cè)構(gòu)成兩個貼片點，代號為2′、4′的人字型應(yīng)變計在另一側(cè)對應(yīng)點構(gòu)成另外兩個貼片點，將1′與3′、1′與4′、4′與2′、2′與5′的一端相聯(lián)并分別引出測點A、B、C、D，A與C、B與D即組成測重電橋的兩組對角線(圖6)，其測量如前相同。
根據(jù)實驗結(jié)果，前述的每條鋼軌上所設(shè)置的相鄰兩傳感器間中心距離以400－2000mm為宜?？紤]到測量精度與成本因素，每條鋼軌上所設(shè)置的傳感器數(shù)以2－6個為宜。
特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置經(jīng)實驗檢驗，具有稱重精度高、穩(wěn)定性好、滯后、蠕變小等優(yōu)點，其性能價格比高，是目前鐵路車輛動態(tài)稱重及超偏載檢測裝置較為理想的一次儀表，亦是制造無基坑、無稱臺、不斷軌、不限速的動態(tài)電子軌道衡的傳感裝置。
權(quán)利要求1.一種特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于它由兩條長度大于4.5米的特種合金鋼軌和若干個傳感器組成，在每條鋼軌軌腰中性線上對稱等距設(shè)置兩個以上傳感器，每個傳感器由對稱粘貼在特種合金鋼軌軌腰中性線兩側(cè)的兩對應(yīng)變計貼片點及其連接導(dǎo)線構(gòu)成，同一對應(yīng)變計貼片點對稱于鋼軌軌腰中性線某點兩側(cè)，兩對應(yīng)變計貼片點之中心距為200-300mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于所述的特種合金鋼軌由40CrNiNoA合金彈簧鋼構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于所述的特種合金鋼軌由42CrNo合金鋼構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于所述的特種合金鋼軌由35CrMnSiA合金彈簧鋼構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于所述傳感器中各應(yīng)變計貼片點由軸線垂直相交且與鋼軌中性線成45°夾角的兩片“一字型”應(yīng)變計組成，代號為單數(shù)的1與3、5與7的一字型應(yīng)變計在同一側(cè)構(gòu)成兩個貼片點，代號為偶數(shù)的2與4、6與8的一字型應(yīng)變計在另一側(cè)對應(yīng)點構(gòu)成另外兩個貼片點，將1與2、3與4、5與6、7與8的一端導(dǎo)線直接相連，1與3的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引出測點B，2與5的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引發(fā)測點A，6與7的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引出測點D，4與8的另一端導(dǎo)線相聯(lián)后引出測點C，A與C，B與D即組成測重電橋的兩組對角線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于所述傳感器中各應(yīng)變計貼片點由一片軸線與鋼軌中性線重疊的人字型應(yīng)變計組成，代號為1′、3′的人字型應(yīng)變計在同一側(cè)構(gòu)成兩個貼片點，代號為2′、4′的人字型應(yīng)變計在另一側(cè)對應(yīng)點構(gòu)成另外兩個貼片點，將1′與3′、1′與4′、4′與2′、2′與3′的一端相聯(lián)并分別引出測點A、B、C、D，A與C、B與D即組成測重電橋的兩組對角線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于所述的兩相鄰傳感器的中心距離為400－2000mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特種合金鋼軌軌道稱重傳感裝置，其特征在于每條鋼軌上所設(shè)置的傳感器為2－6個。
專利摘要本實用新型涉及一種鐵路軌道稱重傳感裝置，它由特種合金鋼軌及設(shè)在其上的傳感器構(gòu)成，每條鋼軌上設(shè)有2個以上傳感器，每個傳感器由粘貼于軌腰中性線上的兩對應(yīng)變計貼片點及其導(dǎo)線構(gòu)成，本實用新型采用特種合金鋼軌作彈性體，并應(yīng)用剪切應(yīng)變原理及測重電橋來采集，測量鋼軌變形信號，其精度高，穩(wěn)定性好，滯后，蠕變小，且價格低廉，可用于運營鐵路線上，是目前軌道稱重衡器中較先進(jìn)的傳感裝置。
文檔編號G01G19/02GK2182991SQ93235248
公開日1994年11月16日 申請日期1993年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月17日
發(fā)明者杜潤祥 申請人:杜潤祥