[发明专利]光纤传感式钢轨异常声监听探头

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢轨异常声传感器，尤其涉及一种光纤传感式钢轨异常声监听探头，属于铁路轨道检测技术领域。

背景技术

光纤钢轨异常声传感器由于其传输距离远，不受电磁环境干扰，已被广泛应用，其调制形式主要有强度调制型、光纤光栅型和干涉型等，目前在光纤钢轨异常声传感器方面已有较多专利技术，这些光纤钢轨异常声传感器各有其优点，有的灵敏度很高，有的频率响应很好，有的技术含量很高，都能很好适应常见的轨道声音信号转换，这些光纤钢轨异常声传感器的共同点是：(1)入射光纤到出射光纤之间有的有断裂，光信号不能连续传输，容易受环境温度、湿度和清洁度影响；(2)野外使用寿命有限，当光纤端面或光栅缝隙受到潮气、灰尘和发霉等侵蚀时，传感器的灵敏度和准确性会受到严重影响，有的甚至会失灵；(3)移动测量困难，需要松紧螺丝来改变传感器的位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、移动测量方便、能够在复杂野外环境条件下的长时间使用且能稳定工作的光纤传感式钢轨异常声监听探头。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：光纤传感式钢轨异常声监听探头由外壳(1)、第一导向管(2)、第一支架(3)、透气孔(4)、海绵滤(5)、第一缓冲段(6)、第二缓冲段(7)、第二导向管(8)、第二支架(9)、腔顶(10)、第三导向管(11)、第三支架(12)、管道(13)、橡皮套(14)、入射光纤(15)、出射光纤(16)、皮套末端(17)、凹槽(18)、手柄(19)、磁性盖(20)、振动膜(21)、底结(22)、圆弧弯曲段(23)、第一橡筋(24)、顶结(25)、轻质垫片(26)、第一微弯段(27)、第二微弯段(28)、腔口(29)、罗口(30)、腰结(31)、第二橡筋(32)和防滑垫(33)组成。

其中入射光纤(15)、出射光纤(16)、第一微弯段(27)、第二微弯段(28)、圆弧弯曲段(23)、第一缓冲段(6)和第二缓冲段(7)构成光纤传感机构，第一导向管(2)、第一支架(3)、第二导向管(8)、第二支架(9)、第三导向管(11)、第三支架(12)、底结(22)、顶结(25)、腰结(31)、第一橡筋(24)和第二橡筋(32)构成光纤定形机构，透气孔(4)、海绵滤(5)、橡皮套(14)、皮套末端(17)、磁性盖(20)、轻质垫片(26)和防滑垫(33)构成附属机构。

所述探头的腔内设有入射光纤(15)、出射光纤(16)、第一微弯段(27)、第二微弯段(28)、圆弧弯曲段(23)、第一缓冲段(6)和第二缓冲段(7)，腔内整个光纤在主视图上的投影呈η形，在俯视图上的投影呈φ形，主光路前进方向上依次为入射光纤(15)、第一缓冲段(6)、第一微弯段(27)、圆弧弯曲段(23)、第二微弯段(28)、第二缓冲段(7)、出射光纤(16)。

腔顶(10)下方且位于透气孔(4)两侧设有第一支架(3)和第二支架(9)，第一支架(3)和第二支架(9)下方分别设有第一导向管(2)和第二导向管(8)，管道(13)内设有第三支架(12)和第三导向管(11)，外壳(1)、第一支架(3)、第二支架(9)和第三支架(12)的材质均为铝合金，第一导向管(2)、第二导向管(8)和第三导向管(11)的材质均为软橡胶，第一导向管(2)、第二导向管(8)和第三导向管(11)上面均设有两个孔，光纤按序分别穿入导向管的两个孔中。

第二支架(9)和圆弧弯曲段(23)之间设有人字形第一橡筋(24)，第一橡筋(24)顶端通过顶结(25)与第二支架(9)底端连接，第一橡筋(24)的两个底端通过底结(22)与圆弧弯曲段(23)连接，第一橡筋(24)与振动膜(21)之间的夹角在主视图上为60°，圆弧弯曲段(23)利用第一微弯段(27)和第二微弯段(28)的光纤弹性依靠在振动膜(21)上方。

第一微弯段(27)和第二微弯段(28)之间设有第二橡筋(32)，第二橡筋(32)两端通过腰结(31)分别与第一微弯段(27)和第二微弯段(28)连接，第二橡筋(32)与振动膜(21)的平面平行，第一橡筋(24)和第二橡筋(32)在松弛状态时的直径为0.35mm。

外壳(1)顶部中心位置设有透气孔(4)，透气孔(4)内嵌有海绵滤(5)，橡皮套(14)一端设有皮套末端(17)，外壳(1)底部设有用于将探头吸附在钢轨上的磁性盖(20)，磁性盖(20)底端设有用于防止探头在钢轨上滑动的防滑垫(33)，振动膜(21)下方中心位置设有有助于传递声音的轻质垫片(26)，轻质垫片(26)的材质均为铝，光纤为10μm/125μm单模裸纤。