[发明专利]铁路道岔转辙机锁闭杆应力增敏的光纤光栅动态监测方法及装置

权利要求书

1.一种光纤传感锁闭杆应力检测装置，其特征在于：该装置包括转辙机锁闭杆（1）、保护盒（2）、两付应变增敏的夹持装置、一个光纤光栅应变片（6）、螺钉（7）、一个光纤光栅温度补偿片（8）、光纤接续箱（10）、解调器（12）、数据处理终端（13）、监测客户端和报警装置（14）；其中，两付应变增敏的夹持装置包括两个半圆式加长臂上夹块（3）、两个半圆式下夹块（5）和四个夹块固定螺栓（4），两付应变增敏的夹持装置由四个夹块固定螺栓（4）加钢结构胶紧固在转辙机锁闭杆（1）上；光纤光栅应变片（6）由螺钉（7）加钢结构胶紧固在两付应变增敏的夹持装置的两个加长臂之间，光纤光栅温度补偿片（8）不受力地放置在旁边，光纤光栅应变片（6）和光纤光栅温度补偿片（8）串联形成光纤光路，置于保护盒（2）内，光纤光路一端的光纤用传输光纤（9）引出保护盒（2）经由光纤接续箱（10）与下一个锁闭杆应力检测装置（15）串联，光路的另一端通过另一根传输光纤（9）接到光纤接续箱（10）里接铠装光缆（11）再接至解调器（12），解调器（12）、数据处理终端（13）、监测客户端和报警装置（14）依序电信相连。

2.根据权利要求1所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置，其特征在于：按“波分复用”的波长间隔选择光纤光栅应变片（6）的光纤光栅波长和光纤光栅温度补偿片（8）的光纤光栅波长，并与另外多个光纤传感锁闭杆应力检测装置串接为一根光路。

3.根据权利要求1所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置，其特征在于：传输光纤（9）和铠装光缆（11）采用单模光纤，铠装光缆为多芯铠装光缆。

4.根据权利要求1所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测机构，其特征在于：解调器（12）采用武汉理工光科股份有限公司产品，型号为BGD-4M。

5.根据权利要求1所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置，其特征在于：数据处理终端（13）采用工控机。

6.根据权利要求1所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置，其特征在于：监测客户端和报警装置（14）的客户端将所有监测数据通过以太网和手机运营商的网络远传到道岔监控部门。

7.根据权利要求1所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置，其特征在于：保护盒（2）材质为不锈钢。

8.根据权利要求1所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置，其特征在于：报警装置采用扬声器和红绿信号灯。

9.权利要求1-8任一项所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置的应用，其特征在于：应用于铁路运输及城市轨道交通的安全监测。

10.根据权利要求9所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置的应用，其特征在于：应用于铁路运输及城市轨道交通的安全在线、动态监测，方法是将所述的光纤传感锁闭杆应力检测装置中的光纤光栅应变片（6）和光纤光栅温度补偿片串联形成光纤光路，将光路一端的光纤用传输光纤（9）引出保护盒（2）经由光纤接续箱（10）与下一个光纤传感锁闭杆应力检测装置（15）串联，并将光路的另一端接另一根传输光纤（9）到光纤接续箱（10）里接铠装光缆（11）接至解调器（12），光纤光栅应变片（6）感受锁闭杆（1）的动荷载，所产生的波长信号经光电转换和波长解调后，再送往数据处理终端（13）将所测应变转换为应力，并进行数据处理及显示，实现动态在线监测，并通过对比分析数据特性的历史变化趋势，对转辙机锁闭杆转换力、锁闭力的大小和方向，转换速度及转换时间数据进行评估，超过报警阈值时，启动监测客户端和报警装置（14）的报警装置；并实时将道岔的健康状态通过以太网无线上传结果至监控部门，监控部门对监测数据查询和历史数据对比。

11.根据权利要求10所述的一种光纤传感锁闭杆应力检测装置的应用，其特征在于：监测客户端和报警装置（14）的客户端将所有监测数据通过以太网和手机运营商的网络远传到道岔监控部门，提供监测终端用户界面，方便监控部门对监测数据查询和与历史数据的对比；监测客户端和报警装置（14）的报警装置部分采用扬声器和红绿信号灯，并在软件界面出现报警提示。