[发明专利]专用线货车装载质量检测系统及检测方法

权利要求书

1.专用线货车装载质量检测系统，其特征在于：包括室外机模块和安装在钢轨上的称重模块，所述室外机模块包括工控机、称重信号处理器、车号主机和显示器，所述称重模块与所述称重信号处理器连接，所述称重信号处理器、车号主机和显示器分别与所述工控机连接。

2.根据权利要求1所述的专用线货车装载质量检测系统，其特征在于：所述称重模块包括第一传感器单元和第二传感器单元，所述第一传感器单元和第二传感器单元分别与所述称重信号处理器连接，所述第一传感器单元用于测量驶过第一测区的各个轮重，所述第二传感器单元用于测量驶过第二测区的各个轮重。

3.根据权利要求2所述的专用线货车装载质量检测系统，其特征在于：所述第一传感器单元和第二传感器单元均包括4个称重传感器，4个所述称重传感器呈中心对称设置，每个所述称重传感器均与所述称重信号处理器连接。

4.根据权利要求3所述的专用线货车装载质量检测系统，其特征在于：所述称重传感器为轴销式传感器。

5.根据权利要求1所述的专用线货车装载质量检测系统，其特征在于：所述室外机模块还包括测温模块，所述测温模块包括温度采集卡和温度传感器，所述温度采集卡与所述工控机连接，所述温度传感器与所述温度采集卡连接。

6.根据权利要求1所述的专用线货车装载质量检测系统，其特征在于：所述室外机模块还包括光纤收发器，所述光纤收发器与所述工控机连接。

7.根据权利要求6所述的专用线货车装载质量检测系统，其特征在于：所述室外机模块还包括报警器，所述报警器与所述工控机连接。

8.一种专用线货车装载质量的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将第一传感器单元和第二传感器单元分别安装在同一不断轨区段内的钢轨上，第一传感器单元为第一测区，第二传感器单元为第二测区，第一测区和第二测区的安装位置均距钢轨接缝位置的距离范围为1.95米-3.39米或大于11.4米，再安装室外机模块；

(2)计算每个测区的轮重：在单个测区中，同侧的两个称重传感器分别位于钢轨腰上的a、b两个点，a、b两个点上的称重传感器分别用于测量在钢轨竖直截面方向上的剪切应力τ_a、τ_b，对a、b之间的一段钢轨作为隔离体进行静态受力分析，得到式：ΔF＝P+Q_b-Q_a＝0，推出式：P＝Q_a-Q_b；

假设钢轨a点和b点横向截面积分别为σ_a和σ_b，则：

Q_a＝σ_a×τ_a

Q_b＝σ_b×τ_b

计算出a、b两点间钢轨的承载力P，P为车轮的垂直轮重作用力；

(3)整车质量计算：把检测到的每一辆车的左右两侧各个轮重值相加，则可得出被测车辆的重量，重量的计算模型为：

其中，W表示一辆车的总重，W_ij表示此辆车各轮的重量；N表示本辆车的总轴数，i表示各辆车的轴序，若为4轴车，N＝4；j表示各每根轴的左右两轮的轮序；

(4)超载量计算：每一辆车的实测总重W，减去该辆车的自重W_o，再减去该辆车的额定装载量W_p和允增量W_y，ΔW＝W-W_o-W_p-W_y，如果ΔW＞0，则ΔW是该辆车的超载量；

(5)前后偏载计算：将每一辆车从车辆的中部分成前后两个部分，以运行方向为准，前转向架4个轮重量的总和称为前转向架重量W_f，后转向架4轮重量的总和称为后转向架重量W_b，ΔW_b＝W_f-W_b称为前后偏载量，ΔW_b＞0表示前转向架比后转向架重，ΔW_b＜0表示后转向架比前转向架重；

(6)整车偏载计算：以列车运行方向为准，每一根轴左右两侧的轮重值分别用W_i1和W_i2表示，整车重量用W表示，N表示此辆车的总轴数，则整车偏载率η计算公式为：