專利名稱：鋼軌溫度和位移檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路無縫線路區(qū)段的鋼軌溫度和鋼軌順向位移的檢 測，具體涉及一種鋼軌溫度和位移檢測儀。
技術(shù)背景鐵路無縫線路的鋼軌w，隨著一年四季的溫度變化，因熱脹冷縮的原理，鋼軌w內(nèi)部產(chǎn)生很大的應(yīng)力，又因鋼軌w緊固狀態(tài)的不同， 個別區(qū)域的鋼軌w會產(chǎn)生順向爬行(位移)，或者斷軌。直接影響行車 安全。為了解決這問題，鐵路維修部門工人就要隨時掌握鋼軌w溫度， (可以算鋼軌內(nèi)部應(yīng)力大力)和鋼軌w順向爬行位移。鐵道部技術(shù)規(guī)程對此檢測有明確要求。過去鐵路部門對此檢測方法落后、費(fèi)時、費(fèi)工，還不準(zhǔn)確。具體方法是鋼軌溫度檢測采用接觸式溫度測量。鋼軌W爬行位移檢測采 用拉線C的辦法或光學(xué)鏡子用眼晴觀測的辦法。如圖1所示。即在鋼 軌W兩側(cè)埋定位樁A，通過定位樁拉線C，在連線的鋼軌w上劃定位線 B(標(biāo)志線)。每次測量時，通過兩樁拉線C (或連線)，用眼睛或光 學(xué)鏡子觀察拉線與鋼軌上的標(biāo)志(劃線)的距路變化，視為鋼軌w順 行爬行位移。此種方法落差大、費(fèi)時。本發(fā)明的儀器可以克服上述缺 點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容(一) 要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種操作方便、工作安全、檢測準(zhǔn)確的鋼軌 溫度和位移檢測儀，從而實(shí)現(xiàn)自動檢測、記錄、顯示檢測參數(shù)，并可 與網(wǎng)絡(luò)連接，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。(二) 技術(shù)方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下方案本發(fā)明的鋼軌溫度和位移檢測儀，包括位于鋼軌邊的定位樁，還 包括軌腰定位無源標(biāo)簽、軌腰測量儀、手持遙控器，其中，所述軌 腰定位無源標(biāo)簽粘貼于鋼軌的軌腰處，該軌腰處與定位樁上的定位線相對應(yīng)；所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標(biāo)簽所在的軌腰處連 接；所述手持遙控器通過無線通訊信號與軌腰測量儀接通。其中，所述軌腰定位無源標(biāo)簽包括微波模塊、塑料盒，其中，微 波芯片安裝在塑料盒內(nèi)，通過環(huán)氧樹脂密封。其中，所述軌腰測量儀包括外殼、可移動紅色激光定位頭、低速 馬達(dá)、數(shù)字卡尺、紅外線測溫頭、微波標(biāo)簽讀出器、中央處理器、無 線通訊模塊、接口電路、存儲模塊，其中，中央處理器與存儲模塊、 無線通訊模塊連接，并通過接口電路分別與可移動紅色激光定位頭、 低速馬達(dá)、數(shù)字卡尺、紅外線測溫頭、微波標(biāo)簽讀出器連接。其中，所述手持遙控器包括中央處理器、USB接口、接口電路、天線、無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊，其中，中央處理器接USB接口，并通過接口電路分別與無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊連接，天線接無線模塊。其中，所述微波模塊包括環(huán)形夭線、與環(huán)形天線連接的微波收發(fā) 處理器。其中，所述軌腰測量儀外殼上設(shè)有凹形定位槽、磁座、矩形孔、 圓孔，其中，凹形定位槽位于外殼反面的中央，磁座在外殼反面的中 部，圓孔在外殼反面的右上方，矩形孔在外殼正面的中部。其中，所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標(biāo)簽所在的軌腰處 連接是通過軌腰測量儀背面的磁座與軌腰連接，軌腰測量儀背面凹 形槽正好扣在無源標(biāo)簽上。其中，所述可移動紅色激光定位頭發(fā)出的的紅色激光照射在鋼軌 邊定位樁的定位線上。(三)有益效果 由于采用以上方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、 采用軌腰定位無源標(biāo)簽粘貼于鋼軌上，解決了兩個問題，其 一記憶鋼軌安裝時的初始位置，即起到定位點(diǎn)作用，本發(fā)明測得無源 標(biāo)簽與軌邊定位樁的移動距離，即為鋼軌移動距離；其二由于鋼軌定 位無源標(biāo)簽無源又是有唯一身份號，這樣就可利用它的號碼在數(shù)據(jù)庫 中建立相對應(yīng)的應(yīng)用數(shù)據(jù)。如安裝時間、地點(diǎn)、鋼軌參數(shù)、安裝人、 維修單位等信息。2、 本發(fā)明釆用綜合的成熟的電子技術(shù)完成簡便、快速可靠的測 量，測量準(zhǔn)確、操作方便，構(gòu)成了綜合的便攜式儀表，滿足鐵路部門 的使用要求。3、 本發(fā)明釆用手持遙控器，使測量時，人可離開鐵路線路，保 證來火車時人員安全；又因遙控器內(nèi)建有數(shù)據(jù)庫，使測量時，不用人工記錄，可事后處理。


圖l是已有技術(shù)鋼軌溫度和位移的檢測的示意圖；圖2是本發(fā)明鋼軌定位無源標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明鋼軌定位無源標(biāo)簽的電原理圖；圖4是本發(fā)明軌腰測量儀外殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明軌腰測量儀電原理圖；圖6是本發(fā)明軌腰測量儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明手持遙控器的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明手持遙控器的電原理圖；圖9是本發(fā)明安裝使用的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明軌腰定位無源標(biāo)簽安裝示意圖；圖1 l是本發(fā)明軌腰測量儀使用的示意圖。圖中，W、鋼軌，A、定位樁，B、定位樁上的定位線，C、拉線，D、拉線在軌底投影，E、軌底定位線，F(xiàn)、鋼板尺，X、鋼軌順向位 移尺寸，T、接觸式軌溫計(jì)，1、軌腰定位無源標(biāo)簽外殼，2、天線，3、 印制刷電路板I, 4、微波芯片，5環(huán)形天線，6、微波收發(fā)處理器，7、軌腰測量儀外殼，8、凹形定位槽，9、紅外測溫圓孔，IO紅激光定位頭，11、矩形孔，12、微波讀出器，13、數(shù)字卡尺，14、低速馬 達(dá)，15、紅外線測溫頭，16、接口電路I， 17、中央處理器I, 18、 存儲模塊I， 19、無線電通訊模塊I， 20、印制刷電路板II, 21、螺 釘，22、激光定位頭引線，23、馬達(dá)絲桿，24、數(shù)字卡尺尺身，25、 數(shù)字卡尺引線，26、微波讀出器天線，27、可充電電池，28,接口芯 片，29、通訊模塊天線，30、手持遙控器外殼，31、電池充電孔，32、 顯示器，33、鍵盤，34、 USB接口， 35、無線電通訊模塊，36、存 儲模塊II, 37、接口電路II, 38、中央處理器II， Q、軌腰測量儀，a、 紅色激光束，Cl、鋼軌定位無源標(biāo)簽的中心點(diǎn)，al、定位點(diǎn)與鋼軌的 垂線，RF、軌腰定位無源標(biāo)簽，39、手持遙控器電池。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 參見圖9，本發(fā)明的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，由定位樁A、軌腰定位無源標(biāo)簽RF、軌腰測量儀Q、手持遙控器，現(xiàn)將個部件的實(shí)施說明如下一、 軌腰定位無源標(biāo)簽的制造與安裝。參見圖2、圖3,微波模塊4釆用巿售產(chǎn)品，型號EM4100 數(shù) 率125HZ。把該微波模塊4安裝在99mn^54mn^6mm的塑料盒內(nèi)，并 用環(huán)氧樹脂密封(全部注滿)。使之成為無維護(hù)設(shè)備。參見圖IO，軌 腰定位無源標(biāo)簽RP在鋼軌W上安裝首先利用幾何原理，利用軌邊 定位樁A上的定位線Al向鋼軌做垂線，在鋼軌W腰上記錄垂線的垂點(diǎn) (垂足)，該點(diǎn)就是軌腰定位無源標(biāo)簽的中心點(diǎn)C1。以該點(diǎn)為準(zhǔn)利用 模具在軌腰上劃出標(biāo)簽安裝外形線。根據(jù)此線利用環(huán)氧樹脂把軌腰定 位無源標(biāo)簽粘貼于軌腰處，做為定位標(biāo)簽。二、 軌腰測量儀的制造與使用軌腰測量儀的制造。參見圖4、圖5、圖6，整個儀表安裝在256mn^74mn^80mm塑料盒內(nèi)。在盒底部中央注有凹開》定位槽8。其 大小同軌腰定位無源標(biāo)簽l大小一樣，兩者密貼。右上方有紅外線測 溫圓孔9，盒的正面(盒蓋)上方中央開有矩形孔ll,使紅激光定位 頭10可在孔內(nèi)移動，尋找軌邊定位樁上的定位線B,完成自動測量。 參見圖6，軌腰測量儀的所有電子器件、機(jī)械部件和模塊及馬達(dá)都安 裝在一個印制電路板II20上。該印制電路板20固定在盒底部。這里主 要部件有(a)紅外線測溫頭15，型號TN9,測溫范圍-50。C-15(TC, 粘度+2%或-2%。是一體化模塊直接數(shù)字量輸出。(b)紅激光定位頭 10，釆用半導(dǎo)體激光器，紅可見光。(c)數(shù)字卡尺13，型號HGL， 測量范圍0-150mm,精度O。 01 mm。直接數(shù)字量輸出。(d)低速馬 達(dá)14， 25JA3K81C，每分鐘500-600轉(zhuǎn)。(e)馬達(dá)絲桿23為自制，長 150 mm,粗4 mm, 絲扣4mm的標(biāo)準(zhǔn)絲扣。(f)微波讀出器12, 型號 402,讀出距離不小10mm。具有標(biāo)準(zhǔn)232接口輸出。(g)無線通訊模 塊I 19,型號NT-TROl，頻率433， 92/434， 33MHZ(可選)，通訊 距離100M，可雙向數(shù)字通訊。(h)可充電電池27,型號鎳氧5#充電 電壓4。 8V,容量1600Mah。 (I)中央處理器I17:型號89C51，是整 個設(shè)備的心臟，主要功能(l)接收手持遙控器的指令，驅(qū)動馬達(dá)正 反轉(zhuǎn)。進(jìn)而通過絲桿移動紅激光定位頭，尋找軌邊定位樁上的定位 線.(2)釆集軌腰標(biāo)簽身份號，紅外線測溫頭溫度，數(shù)字卡尺13位移。 (3)通過無線通訊模塊I把釆集到的信息傳輸給手持遙控器。軌腰測量儀的使用，參見圖ll，首先把軌腰測量儀的背面凹形定 位槽對準(zhǔn)軌腰定位無源標(biāo)簽RF，把軌腰測量儀放在軌腰部，因軌腰 測量儀背面有磁座。因此軌腰測量儀能牢固吸在軌腰部，這時通過手 持遙控器控制紅色激光束a左右移動，使之紅光對準(zhǔn)軌邊定位樁上的 定位線B，調(diào)整完畢。這時就可通過手持遙控器自動釆集標(biāo)簽身份號, 軌腰溫度，鋼軌順向位移。最后通過手持遙控器顯示存儲，完成測量。三、手持遙控器的制造和使用手持遙控器的制造如圖7所示，手持遙控器外殼30為塑料殼體，長133mm、寬63 mm、厚18mm。液晶顯示器32為53 mm*40 mm的點(diǎn) 陣顯示器，具有顯示漢字功能。鍵盤33為觸摸式鍵盤。電池為鎳氧7# 型號，電壓3.6V，容量為700mAh，可充電。無線通訊模塊II35為 NT-TR01型號。中央處理器II38型號為89C51。是整個控制器的心臟， 管理遙控器的全部功能。存儲模塊II36為24C64。容量為128G。手持 遙控器具有USB接口34，可與臺式機(jī)進(jìn)行雙向通訊，傳輸數(shù)據(jù)。手持遙控器的使用，首先打開電源，遙控軌腰測量儀的紅激光定 位頭10橫向移動，使之紅光對準(zhǔn)定位樁上的定位線B,完成定位工作。 而后，手持遙控器通過無線方式讀取軌腰測量儀測量的數(shù)據(jù)，最后在 顯示器32上顯示數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)，以備后查。另外手持遙控器也可隨 時查詢以前的測量數(shù)據(jù)，供維修分析用。綜上所述，整個儀表使用過程是參見圖9，檢測人員到現(xiàn)場后， 首先把軌腰測量儀的凹形定位槽8對準(zhǔn)軌腰定位無源標(biāo)簽RF,把軌腰 測量儀安裝在鋼軌腰上，由于測量儀有磁座，所以它能牢牢的吸在鋼 軌W上，這時利用手持遙控器，打開軌腰測量儀的紅激光定位頭IO, 發(fā)出定位紅光，再用手持遙控器調(diào)整軌腰測量儀的低速馬達(dá)14,使紅 光左右移動，對準(zhǔn)軌邊定位樁的定位線B，這時按壓手持遙控器的檢 測按鈕，手持遙控器就會向軌腰測量儀發(fā)出檢測命令，軌腰測量儀就 會根據(jù)命令自動讀取鋼軌標(biāo)簽的身份號，讀取紅外線測溫頭測量數(shù) 據(jù)，讀取數(shù)字長尺測距數(shù)據(jù),測量數(shù)據(jù)讀取完成后，自動生成報文發(fā)給 手持遙控器。手持搖控器判斷數(shù)據(jù)有效后，通知軌腰測量儀檢測成功。 同時手持搖控器顯示測量數(shù)據(jù),存儲測量數(shù)據(jù)，備查，最后手持搖控 器可通過USB接口34同系統(tǒng)機(jī)連網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
權(quán)利要求
1. 一種鋼軌溫度和位移檢測儀，包括位于鋼軌邊的定位樁，其特征在于還包括軌腰定位無源標(biāo)簽、軌腰測量儀、手持遙控器，其中，所述軌腰定位無源標(biāo)簽粘貼于鋼軌的軌腰處，該軌腰處與定位樁上的定位線相對應(yīng)；所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標(biāo)簽所在的軌腰處連接；所述手持遙控器通過無線通訊信號與軌腰測量儀接通。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特征在 于所述軌腰定位無源標(biāo)簽包括微波模塊、塑料盒，其中，微波模塊 安裝在塑料盒內(nèi)，通過環(huán)氧樹脂密封。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特征在 于所述軌腰測量儀包括外殼、可移動紅色激光定位頭、低速馬達(dá)、 數(shù)字卡尺、紅外線測溫頭、微波標(biāo)簽讀出器、中央處理器、無線通訊 模塊、接口電路、存儲模塊，其中，中央處理器與存儲模塊、無線通 訊模塊連接，并通過接口電路分別與可移動紅色激光定位頭、低速馬 達(dá)、數(shù)字卡尺、紅外線測溫頭、微波標(biāo)簽讀出器連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特征在 于所述手持遙控器包括中央處理器、USB接口、接口電路、天線、 無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊，其中，中央處理器接USB接 口，并通過接口電路分別與無線模塊、顯示器、鍵盤、存儲模塊連接， 天線接無線模塊。
5、 如權(quán)利要求2所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特征在于所述微波模塊包括環(huán)形天線、與環(huán)形天線連接的微波收發(fā)處理器。
6、 如權(quán)利要求3所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特征在于所述軌腰測量儀外殼上設(shè)有凹形定位槽、磁座、矩形孔、圓孔， 其中，凹形定位槽位于外殼反面的中央，磁座在外殼反面的中部，圓 孔在外殼反面的右上方，矩形孔在外殼正面的中部。
7、 如權(quán)利要求1或6所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特征在于所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標(biāo)簽所在的軌腰處連接是通過軌腰測量儀背面的磁座與軌腰連接，軌腰,測量儀背面凹形槽 正好扣在無源標(biāo)簽上。
8、 如權(quán)利要求1或6所述的一種鋼軌溫度和位移檢測儀，其特 征在于所述可移動紅色激光定位頭發(fā)出的的紅色激光照射在鋼軌邊 定位樁的定位線上。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵路無縫線路區(qū)段的鋼軌溫度和鋼軌順向位移的檢測。本發(fā)明公開了一種鋼軌溫度和位移檢測儀，包括位于鋼軌邊的定位樁，還包括軌腰定位無源標(biāo)簽、軌腰測量儀、手持遙控器，其中，所述軌腰定位無源標(biāo)簽粘貼于鋼軌的軌腰處，該軌腰處與定位樁上的定位線相對應(yīng)；所述軌腰測量儀的背面與軌腰定位無源標(biāo)簽所在的軌腰處連接；所述手持遙控器通過無線通訊信號與軌腰測量儀接通。本發(fā)明操作方便、工作安全、檢測準(zhǔn)確，能實(shí)現(xiàn)自動檢測、記錄、顯示檢測參數(shù)，并可與網(wǎng)絡(luò)連接，自動進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
文檔編號G01K13/00GK101269664SQ20071008721
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月21日
發(fā)明者張運(yùn)剛 申請人:張運(yùn)剛