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铁路轨道状态监测系统

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    铁路轨道状态监测系统

        随着我国经济的飞速发展,列车载重量和行车速度不断提高为保障行车安全和提高运输放率,监测行车状态的实时性、稳定性和准确性尤为主要、目前,对线路状况的监视国内外主要依靠人工和轨道车巡检。光纤传感技术是当前传感器

    领城研究方向。在光导纤维中传播时,光波的波长、强度、相位、偏振态等特征

    参量因受外界温度、应力、振动、位移、扭转等因素的作用,发生直接或间接的

    变化,可用于探测周围物理场。经过长期研究,光纤传感技术可对压力、温度、

    振动、形变、速度、加速度、位移、水位、距离等参数进行准确检测,具有信号

    带宽宽、抗电磁干扰、精度高、灵敏度高、使用寿命长、易于网络化等优点。凭

    借一系列的优点和多参数监测的功能,光纤传感技术在铁路行业和其他监测领域应用前景广阔。

    轨道温度、应力及张力监测

    轨道或轨道板的温度变化反映了其受力情况,温度梯度场的存在导致钢轨出

    现微裂纹,热胀冷缩的变化导致钢轨固定结合部出现不必要受力,因此对轨道温度监测非常必要,基于拉曼散射(ROTDR)或布里渊散射原理的光纤分布式测温技

    术可用于铁路线路长距离、大范用的温度和应力在线监测。分布式光纤温传感器

    能够连续测量光纤沿线各处温度,测量距离可为几公里,空间定位精度达到米级,

    监测轨道温度的同时可确定温度异常点位置,并不间断自动测量,特别适用于大

    范多点测量和监测轨道温度的线路。

     

    轨道振动监测

    列车载重的提高使轨道动态载荷不断增大、冲击振动加剧和钢轨结构损伤加剧。波磨指钢轨表面纵向出现的周期性波浪状不平顺,是一种常见的钢轨磨损。

    钢轨出现波磨,列车通过时引起走行部位附加垂直振动,列车的横向振动引起横向冲击力,直接关系到列车脱轨系数。在列车上安装光纤加速度传感器,采集车体振动信号,监测钢轨波磨及由其引起的列车横向振动。由于偏载、线路不平顺、断轨、三角坑等原因,长大编组的重载列车横向振动更为严重。当振动超过阈值,列车处在危险运行状态。采用光纤加速度传感器可获取列车横向振动信息实现对振动的监测。

     

    轮轨作用力监测

    将光纤粘贴于钢轨上,用于检测钢轨的受力。基于轮轨力学的基本模型,结合光纤传感技术原理,构建成稳定且可进行动态行为监测的无温度效应式FBG 感测系统。光纤传感技术用于高速铁轨的监测具有可行性,且光纤具有体积小、柔韧度高、重量轻等优点,可以方便地附挂在待测物体上,其高效能的信号传输和可抗电磁波干扰、耐高温、抗腐蚀等特性,很适合用于高速轨道的安全监测。

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