光纖傳感轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉桿狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法研究.pdf

1、道岔是鐵路(包括城市軌道交通)列車(chē)在行進(jìn)過(guò)程中線路變更的重要裝置，而轉(zhuǎn)轍機(jī)是道岔用來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行裝置的電氣設(shè)備。轉(zhuǎn)轍機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)減速后轉(zhuǎn)化為平動(dòng)，推動(dòng)或拉動(dòng)鎖閉桿，將道岔鎖閉在規(guī)定位置，從而達(dá)到改變道岔方向的目的。為了運(yùn)行安全，有必要對(duì)鐵路道岔進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，即在線、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)鎖閉桿在換軌時(shí)的轉(zhuǎn)換力大小和方向，轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換時(shí)間等。
　　但是，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣，如電磁場(chǎng)的干擾、列車(chē)的振動(dòng)沖擊、塵土的累積、雨水油污腐蝕等?，F(xiàn)有的相關(guān)監(jiān)測(cè)

2、系統(tǒng)都是電信號(hào)方式的，很難有效的適應(yīng)和可靠的工作。光纖布喇格光柵（Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG）具有抗電磁干擾、壽命長(zhǎng)、靈敏度高、穩(wěn)定性好、耐腐蝕、可遠(yuǎn)距離傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，非常適用于長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。因此，本文選擇FBG監(jiān)測(cè)道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉桿運(yùn)行的健康狀態(tài)參量。
　　道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉桿動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用了以FBG環(huán)形應(yīng)變片為核心的應(yīng)變傳感器。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括FBG應(yīng)變傳感器的設(shè)計(jì)制作與封裝、傳感器的現(xiàn)場(chǎng)安裝、監(jiān)測(cè)結(jié)果的處

3、理分析以及與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的對(duì)比。具體工作如下。
　　1、以光纖光柵的傳感理論為基礎(chǔ)，闡述了FBG溫度傳感原理和應(yīng)變傳感原理，并通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了FBG溫度、應(yīng)變特性的線性度好，重復(fù)性高。
　　2、將裸光柵直接粘貼和采用FBG環(huán)形應(yīng)變片懸空粘貼這兩種不同形式的光柵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，擇優(yōu)選擇了環(huán)形應(yīng)變片。根據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖閉桿運(yùn)行時(shí)受力的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的傳感器結(jié)構(gòu)，并采用了合理的溫度補(bǔ)償方法。
　　3、針對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)鎖

4、閉桿設(shè)計(jì)剛度很大、正常工作時(shí)應(yīng)變值很小的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了應(yīng)力增敏的結(jié)構(gòu)，通過(guò)有加長(zhǎng)臂的鎖閉桿夾持裝置，將鎖閉桿較長(zhǎng)距離產(chǎn)生的應(yīng)變傳遞給FBG應(yīng)變片，使得應(yīng)變檢測(cè)靈敏度增大了7倍。
　　4、在城軌交通線路的道岔上實(shí)際安裝了此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集，并動(dòng)態(tài)地顯示列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)鎖閉桿的受力情況。根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析找出合理的數(shù)據(jù)處理方法。繪制出了鎖閉桿受力的曲線，得出了鎖閉桿在動(dòng)作時(shí)轉(zhuǎn)換力的大小和方向以及轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換時(shí)間等準(zhǔn)確參