[实用新型]一种铁路轨道轮轨力的测量装置及系统

说明书

本申请提供了一种铁路轨道轮轨力的测量装置及系统，其中，铁路轨道轮轨力的测量装置包括：第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器以及处理器；第一、第二、第三光纤光栅传感器均与处理器电连接；其中第一光纤光栅传感器用于安装在待测铁路轨道轨腰；第二光纤光栅传感器用于安装在待测铁路轨道轨底上角；第三光纤光栅传感器用于安装在待测铁路轨道的轨底中心；处理器，用于建立第一修正应变、第二修正应变分别与横向力和纵向力之间的关系，或者用于计算待测铁路轨道的轮轨力。本申请实施例能够提高轨道轮轨力监测的精度和稳定性，突破传统测试手段无法实现轮轨力长期动态监测的瓶颈。

技术领域

本申请涉及铁路工程监测方法技术领域，尤其是涉及一种铁路轨道轮轨力的测量装置及系统。

背景技术

随着高速铁路运营速度的不断提高，车辆与轨道之间的相互作用愈发剧烈，对列车的运行安全带来了巨大的挑战。因此，针对轮轨相互作用开展长期监测，对保障铁路运营安全、提升轨道系统长期服役性能具有非常重要的意义。轮轨相互作用的安全监测，归根结底是对轮轨垂向力和横向力的实时捕捉。

申请人在研究中发现，现有技术中，对轮轨力的测试分为车载测试和地面测试。车载测试通常基于特制的测力轮对完成，能够达到较高的测量精度，但其测试成本较高，且只能用于周期性的轨道轮轨作用关系检测，难以满足高铁全天候安全服役状态监测的需要。地面测试一般通过在铁轨上粘贴电阻式应变片，利用应变桥路计算动态轮轨力，这种方法在短期测试中尚能保证较高精度，但由于电阻传感元件在防水、抗电磁干扰、耐高温、耐腐蚀等方面性能的不足，在长期运行下不可避免地会产生粗大噪声及基线漂移，严重影响了长期监测的稳定性和可靠性。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种铁路轨道轮轨力的测量装置及系统，以提高轨道轮轨力监测的精度和稳定性，实现轮轨力的动态监测，为列车的安全、平稳运行提供可靠保障。

第一方面，本申请实施例提供了一种铁路轨道轮轨力测量装置，该装置包括：第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器以及处理器；

所述第一光纤光栅传感器、所述第二光纤光栅传感器、所述第三光纤光栅传感器均与所述处理器电连接；

其中所述第一光纤光栅传感器用于安装在待测铁路轨道轨腰；

所述第二光纤光栅传感器用于安装在待测铁路轨道轨底上角；

所述第三光纤光栅传感器用于安装在待测铁路轨道的轨底中心；

所述处理器，用于根据第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器在向待测铁路轨道分别施加不同大小的目标横向力和不同大小的目标纵向力时获取的测量数据，建立第一修正应变、第二修正应变分别与横向力和纵向力之间的关系，或者

根据第一光纤光栅传感器、第二光纤光栅传感器、第三光纤光栅传感器在列车在通过所述待测铁路轨道时获取的测量数据，以及建立的第一修正应变、第二修正应变分别与横向力和纵向力之间的关系，计算待测铁路轨道的轮轨力。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：所述处理器与所述第一光纤光栅传感器、与所述第二光纤光栅传感器、与所述第三光纤光栅传感器之间，分别连接有一光纤光栅调解仪；

所述光纤光栅调解仪用于分别将所述第一光纤光栅传感器、所述第二光纤光栅传感器、所述第三光纤光栅传感器传递的测量数据由光信号转换为电信号，并将所述电信号传送给处理器。

第二方面，本申请实施例提供了一种铁路轨道轮轨力测量系统，其特征在于，包括：如权利要求1或2所述的铁路轨道轮轨力测量装置，还包括：待测铁路轨道；

其中，所述第一光纤光栅传感器安装在所述待测铁路轨道轨腰；第二光纤光栅传感器安装在所述待测铁路轨道轨底上角；第三光纤光栅传感器安装在待测铁路轨道的轨底中心。