[发明专利]钢轨纵向位移监测装置及钢轨纵向位移的监测方法

说明书

本发明提供了一种钢轨纵向位移监测装置及钢轨纵向位移的监测方法。钢轨纵向位移监测装置包括：目标靶标具有目标反射面；基准靶标具有基准反射面；光路折转系统，包括光路折转构件和透射构件，经目标反射面反射出的第一光线经光路折转构件反射折转后，垂直入射至成像面形成第一图像；经基准反射面反射出的第二光线经透射构件透射后垂直入射至图像获取设备的成像面形成第二图像；基准靶标、光路折转系统和图像获取设备均位于目标靶标的同一侧；位移监测部根据第一图像和第二图像的相对位置对待测钢轨的位移进行监测。本发明的技术方案解决了现有技术中的钢轨纵向位移监测装置因占用了线路的两侧空间而给线路的养护维修带来不便的问题。

技术领域

本发明涉及钢轨纵向位移监测技术领域，具体而言，涉及一种钢轨纵向位移监测装置及钢轨纵向位移的监测方法。

背景技术

随着我国高速铁路的快速发展，人们越来越重视对轨道状态的监测，尤其是对特殊地段(小半径曲线、长大桥梁、长大坡道、钢轨伸缩调节器和道岔等)钢轨位移的监测更是人们关注的重点，因为这些地段钢轨的位移影响到线路的稳定性和行车安全。高速铁路在运行期间，不允许人员进入线路内，无法实现人工在现场对钢轨位移的实时监测，而且，人工监测的方式存在效率低和测量准确性低等缺点。

目前，钢轨位移实时监测装置主要包括接触式和非接触式两种。接触式是将位移传感器的一端安装在被测钢轨上，另一端安装在相对大地不动的基准物体上，该方式虽然测量精度高，但由于有砟轨道钢轨附近除了轨枕就是道砟，很少有相对大地不动的物体，所以，该方式实施起来比较繁琐。非接触式比较常用的是采用光学的方式对钢轨进行观测，该方式可以将相机安装在离钢轨较远的位置，方便安装。

但是，现有技术的采用相机对钢轨位移进行监测的装置，通常将相机放置在线路的一侧，将基准标靶布置在线路的另一侧，这样才能保证基准标靶和被测物(钢轨)在同一个视野中。而将相机和基准标靶分别布置在线路两侧，这样会占用线路两侧的空间，从而会对线路的养护维修带来很大不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种钢轨纵向位移监测装置及钢轨纵向位移的监测方法，以解决现有技术中的钢轨纵向位移监测装置因占用了线路的两侧空间而给线路的养护维修带来不便的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种钢轨纵向位移监测装置，包括：目标靶标，目标靶标具有能够反射光线的目标反射面；基准靶标，基准靶标具有能够反射光线的基准反射面；图像获取设备；光路折转系统，包括光路折转构件和透射构件，基于反射原理，经目标反射面反射出的第一光线经光路折转构件反射折转后，垂直入射至成像面形成第一图像；基于透射原理，经基准反射面反射出的第二光线经透射构件透射后垂直入射至图像获取设备的成像面，形成第二图像；图像获取设备还用于获取第一图像和第二图像，基准靶标、光路折转系统和图像获取设备均位于目标靶标的同一侧；位移监测部，与图像获取设备连接，位移监测部位于图像获取设备的一侧，位移监测部根据第一图像和第二图像的相对位置对待测钢轨的位移进行监测。

进一步地，光路折转构件包括第一棱镜，第一棱镜具有呈夹角设置的第一反射面和第二反射面，第一光线垂直入射至第一棱镜，并依次经第一反射面和第二反射面反射后入射至成像面，沿第二光线的光路方向，透射构件和第一棱镜依次布置。

进一步地，透射构件包括第二棱镜，第二棱镜位于基准靶标和第一棱镜之间，第二棱镜的入射面和第一棱镜的出射面相互平行，第二光线垂直射入入射面，并经第二棱镜和第一棱镜透射后经出射面射出。

进一步地，第一棱镜的与第二反射面对应的外表面设有半透半反膜，且半透半反膜位于第二棱镜和第一棱镜之间，以使第二光线能够依次透过第二棱镜、半透半反膜和第二反射面后垂直射入成像面。

进一步地，位移监测部包括：图像分析模块，用于将第一图像相对于第二图像的位置与预设位置进行比较；数据传输模块，与图像分析模块连接；显示部，与数据传输模块连接，数据传输模块将图像分析模块传递的结果信息传输至显示部。