[实用新型]钢轨温度变形测量装置

说明书

本实用新型涉及一种物体温度变形测量装置，特别适用于对钢轨、桥梁等钢件受温度变化产生的变形、应力及应变的测量。

无缝线路是铁路发展的趋势。铺设无缝线路可延长列车和线路的寿命，保证列车的运行安全，提高列车的运行速度，但是由于受温度的变化影响，无缝钢轨承受很大的温度应力，这些温度应力可能引起钢轨的变形，甚至造成钢轨的跑轨，引起列车翻车事故。因此对无缝钢轨温度变形的检测具有很大的意义，可防止列车事故的发生，保证列车的运行安全。目前国内外主要采用的方法有：

1.应变片法：即在无缝钢轨上贴上很多应变片，直接测得钢轨受温度变化产生的温度应力或变形。这种方法的主要缺点是应变片的粘贴麻烦，且应变片容易脱落，测量不方便，受应变片本身精度的影响，其测量精度不高。

2.测杆法：这种方法的测量原理是在无缝钢轨上安装很多对测标，用带有千分表头和测杆的微小位移测量单元来测量两测标之间距离随温度变化产生的变化，同时用温度表测出对应的温度变化量，从而间接计算得到无缝钢轨所受的温度应力大小或物体产生的温度变形。这种方法的主要缺点在于：由于千分表头的测量精度低，为能测量出温度变化引起的长度变化，必须加长测杆的长度，使得测杆的长度大于1米，造成测量不方便，测量精度低，同时由于测量杆的长度较长，测量杆本身受温度变化的影响较大，造成其测量精度更低。

本实用新型的目的是提供一种测量无缝钢轨温度变形的装置。具有测量精度高、测量结构小巧、测量方便、温度误差自动修正等优点。

本实用新型的目的是这样实现的。钢轨温度变形测量装置主要包括测标、含有测杆的微小位移测量单元及信号处理单元三部分。其特征是：所说的微小位移测量单元还包括位移传感器、测杆、温度传感器、定位销；所述的位移传感器固定在所说测杆的一端，在所述测杆的另一端垂直轴线方向固定一定位销，所述的温度传感器固定在在测杆的内部，直接测量出测杆的表面温度，由于测量前微小位移测量单元与钢轨长时间等温，测杆与钢轨的温度相同，即可得到钢轨的温度；所说的测标带有V型槽，在V型槽下方开有定位槽，测量时，测杆上的定位销置于此测标中的定位槽中，形成动配合，保证每次测量时，测杆及传感器在测标中的相对位置不变，提高其定位精度，测标的底面与钢轨通过粘接或其它手段固定在一起，由于微小位移测量单元自身的温度膨胀系数主要取决于测杆和位移传感器的材料，且为一常数，这样通过测量出测杆和位移传感器的温度变化，很容易在信号处理单元中对微小位移测量单元中测杆及传感器自身长度受温度的影响进行修正，使得微小位移测量单元的测量结果不受温度变化的影响，每次测量时，位移传感器和温度传感器可同时得到对应两测标之间钢轨的距离值和钢轨的温度值，通过两次不同温度时的测量和简单的几何运算，信号处理单元可得到测量出钢轨所受的温度应力或应变大小。

本实用新型的优点在于：其一，采用高精度位移传感器测量两测标之间距离随温度的变化量，提高测量精度；其二，由于将温度传感器于测杆固定在一起，不仅可直接测量出温度，同时减少对温度变化对微小位移测量单元测量结果的影响，提高测量的准确性；其三、在测标和测杆中采用定位机构，提高测量的定位精度，保证测量结果的可靠；其四、由于采用高精度位移传感器，可测量2.1微米的微小位移，相应的测杆长度减少，使得测量机构小巧，测量方便。

图1为钢轨温度变形测量装置主视图

图2为钢轨温度变形测量装置A-A剖视图

1为测标，2为位移传感器，3为测杆，4为钢轨，5为温度传感器，6为定位销，7为信号处理单元。