[发明专利]光纤传感道岔转换力检测方法及装置

权利要求书

1.一种光纤传感道岔转换力检测方法，以转辙机动作杆连接用的销轴为检测对象，其特征在于，所述方法包括步骤:

a)确定需要检测的销轴，所述销轴的个数为N个；

b)在线检测所述销轴所受应变；

c)建立应变与转换力之间的关系；

d)监测转换力状态；

e)建立转换力的监测数据库，监测数据分析与处理，

其中，步骤b)中，在每个所述销轴上敷设以光纤光栅作为敏感元件的2个光纤光栅传感器，以构成光纤光栅传感器串，所述2个光纤光栅传感器所受应变方向相反，且处于同一温度场中，从而形成差分式应变检测结构。

2.根据权利要求1所述的光纤传感道岔转换力检测方法，其特征在于，以半导体光放大器及可调谐法布里-珀罗窄带滤波器构成一个环形的光纤布拉格光栅波长扫描器，所述波长扫描器输出周期性的线光源，所述线光源输出的光信号经1×N光分路器形成N路光信号，分别一一对应地进入N个销轴上的光纤光栅传感器串，所述光信号传送到销轴上形成反射传感信号，光纤光栅传感器串将反射传感信号经环形器送达探测器，探测器接收实时的扫描信号后经模拟信号/数字信号转换器转换为数字信号，以供后续处理单元处理，所述可调谐法布里-珀罗窄带滤波器连续循环动作，使探测器可接收到实时的扫描信号，从而实现实时的传感检测。

3.根据权利要求1所述的光纤传感道岔转换力检测方法，其特征在于，在步骤c)中，销轴受到转换力产生应变，光纤光栅传感器串在销轴产生应变的前后监测到的传感光信号的波长会发生变化，以此建立波长变化与销轴受到的转换力之间的映射关系。

4.根据权利要求1所述的光纤传感道岔转换力检测方法，其特征在于，在步骤d)中，光纤光栅传感器串检测到的传感光信号由光纤引出通过光纤接续盒被传送至解调单元，解调单元将传感光信号转换为包含所述光信号波长信息的电数字信号并传送至数据处理单元，数据处理单元根据步骤c)中所建立的关系对电数字信号进行分析和处理，把每个光纤光栅传感器通过其光栅所在的通路序号和波长序号进行识别，利用波长变化与销轴受到的转换力之间的映射关系，提取每个销轴受到的转换力的信息从而得到销轴受到的转换力的检测数据，并将所述检测数据传送至输入/输出控制单元，以实现对道岔转辙机的状态的实时监测。

5.根据权利要求3所述的光纤传感道岔转换力检测方法，其特征在于，通过步骤e)建立转辙机转换力的监测数据库，分析并建立转辙机转换过程中转换力正常变化的标准，分析并建立转辙机不同工况、不同故障条件下转换力的特点，形成转辙机状态监测的专家诊断系统。

6.根据权利要求5所述的光纤传感道岔转换力检测方法，其特征在于，所述不同工况包括：定位操反位、反位操定位；所述不同故障包括：转换力超限、转换超时、尖轨未密贴。

7.一种光纤传感道岔转换力检测装置，用于检测转辙机动作杆连接用的销轴，其特征在于，所述光纤传感道岔转换力检测装置包括顺次连接的光源装置、N个光纤光栅传感器串、光纤接续盒、解调单元、数据处理单元和输入/输出控制单元，其中，

N为所述销轴的个数，在每个所述销轴上敷设有以光纤光栅作为敏感元件的2个光纤光栅传感器，以构成所述光纤光栅传感器串，所述2个光纤光栅传感器所受应变方向相反，且处于同一温度场中，从而形成差分式应变检测结构。

8.根据权利要求7所述的光纤传感道岔转换力检测装置，其特征在于，所述光源装置包括光纤布拉格光栅波长扫描器，1×N光分路器，其中，由可调谐法布里-珀罗窄带滤波器、光隔离器、半导体光放大器、第二个光隔离器及光耦合器通过光纤耦合连接构成环形的光纤布拉格光栅波长扫描器；1×N光分路器与所述光耦合器通过光纤耦合连接，且所述光分路器通过光纤连接至N个光纤光栅传感器串。