[发明专利]附着式钢轨轮重传感器

说明书

技术领域

本发明涉及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器件。

背景技术

将电阻应变传感器外形制成环筒状，塞入钢轨腹板上预留的孔，当车轮通过钢轨，钢轨受到应力使其腹板上的孔产生形变，压迫传感器使传感器中的应变片受力，导致传感器输出电阻变化，根据电阻变化转换得出轮重测量值。这种传感器称为塞入式轮重测力传感器或塞入式传感器，如专利号ZL200820166197.6、ZL200820166198.0的传感器。由于这种传感器的使用安装需预先在钢轨或构件上打孔切削，故钢轨或构件运行安全性降低，并且传感器的安装与维护比较麻烦。

发明内容

本发明要解决塞入式传感器安装与维护麻烦，承载负荷的钢轨或构件运行安全性低的问题，为此提供本发明的一种附着式钢轨轮重传感器，这种传感器安装与维护方便，钢轨或构件的运行安全性高。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是设有环体，环体内连有腹板，腹板上设有电阻应变片，其特殊之处是环体外侧径向外延地连有周向均布的四个开有螺钉穿孔的固定端，设有四个与所述固定端对应、能经螺钉与固定端连接的并能与钢轨腹板连接的安装端子，所述电阻应变片的丝栅一部分与环体一直径方向两所述固定端连线平行，电阻应变片丝栅其余部分与环体另一直径方向两所述固定端连线平行，所述一直径方向与另一直径方向直角相交。

本发明宜设有与所述环体、安装端子分离的定位安装模块，定位安装模块具有一环状体，环状体外周设有径向外延、周向均布的四个凸耳，凸耳上开有螺钉穿孔，凸耳及凸耳上的螺钉穿孔一一与所述环体上的固定端及固定端上的螺钉穿孔对应。定位安装模块在本发明安装时使用，目的是方便安装。

所述与钢轨腹板连接是指焊接或粘接。

本发明所述环体内的腹板上可以根据需要开设四个小孔，用于调整应力分布。

本发明安装是先借助定位安装模块将四个安装端子焊接或粘接在钢轨腹板上，再用螺钉将传感器所述环体固定端安装在安装端子上。四个安装端子位于钢轨腹板中性层附近，并分别处于一正方形四个顶角处，该正方形底边与钢轨腹板平行。当钢轨腹板处于水平时，正方形一对角方向两安装端子连线与水平线夹角为45°，正方形另一对角方向两安装端子连线与水平线夹角为135°。与之相应，本发明传感器中电阻应变片的丝栅一部分与水平线夹角为45°，其余部分与水平线夹角为135°。当机车轮重作用在钢轨上时，钢轨腹板中性层附近产生剪切变形，使腹板在45°(135°)方向产生拉伸(压缩)变形，由于传感器紧密结合在钢轨腹板上，因此传感器同时沿45°(135°)方向产生拉伸(压缩)变形，于是粘贴在传感器腹板上的电阻应变片的电阻值产生变化，通过惠斯登电路传感器产生与轮重P成正比的输出电压，从而实现对机车轮重的计量：S＝K·P。其中S-传感器输出参量；P-轮重；K-常数。

本发明由于在环体外侧连有周向均布的四个开有螺钉穿孔的固定端，设有四个与固定端对应、能经螺钉与固定端连接的并能与钢轨腹板连接的安装端子，从而能以四个安装端子连接于钢轨腹板，再用螺钉将本发明环体上的固定端连接于安装端子，实现本发明的安装，故本发明的安装使用无需在钢轨或构件上预开安装孔，使钢轨或构件的运行安全性大大提高，并且使本发明的安装与维护变得简便。又由于本发明中电阻应变片的丝栅一部分与环体一直径方向两固定端连线平行，电阻应变片丝栅其余部分与环体另一直径方向两固定端连线平行，故应变片丝栅长度方向与钢轨受力应变在45°、135°方向产生的拉伸、压缩力方向相同，故本发明使用时能准确测量钢轨上的机车轮重，并由此测得机车重量。

附图说明

图1是本发明的传感器安装于钢轨腹板，两传感器之间钢轨受轮重压力示意图；

图2是图1左视图；

图3是图2局部放大，表示本发明构造的示意图；

图4是本发明传感器部分结构示意图；

图5是图4局部放大图；

图6是本发明中的定位安装模块结构示意图；

图7是图6俯视图。

图中标记为：1钢轨腹板，2安装端子，3固定端，4环体，5腹板，6螺钉，7连接过渡体，8电阻应变片，81应变片丝栅，P压力，9定位安装模块，R1、R2、R1’、R2’应变电阻。

具体实施方式

附着式钢轨轮重传感器，具有环体4，环体内连有腹板5，腹板上设有电阻应变片8，环体外侧径向外延地连有周向均布的四个开有螺钉穿孔的固定端3，设有四个与所述固定端对应、能经螺钉6与固定端连接的并能与钢轨腹板1焊接的安装端子2，所述电阻应变片的丝栅81一部分与环体一直径方向两所述固定端连线平行，电阻应变片丝栅其余部分与环体另一直径方向两所述固定端连线平行的，所述一直径方向与另一直径方向直角相交。设有与所述环体、安装端子分离的定位安装模块9，定位安装模块具有一环状体，环状体外周设有径向外延、周向均布的四个凸耳，凸耳上开有螺钉穿孔，凸耳及凸耳上的螺钉穿孔一一与所述环体上的固定端及固定端上的螺钉穿孔对应。