光纖列車計(jì)軸技術(shù)的研究.pdf

1、近年來，我國鐵路的現(xiàn)代化程度不斷加強(qiáng)，鐵路的運(yùn)力提高，運(yùn)輸要求加大，與其相對應(yīng)的調(diào)度效率必須得到進(jìn)一步的提升。目前我國鐵路信號主要來自軌道電路，以及一部分電磁計(jì)軸設(shè)備。但是，傳統(tǒng)的軌道電路和計(jì)軸設(shè)備屬于電氣或電磁系統(tǒng)，在抗電磁干擾、使用性能、應(yīng)用成本等方面以及環(huán)境對使用的影響存在較多問題，因此我們研制出一種新型的光纖計(jì)軸系統(tǒng)。該系統(tǒng)以光纖光柵為傳感單元，結(jié)合光纖通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將鋼軌應(yīng)變轉(zhuǎn)化為光柵反射波長的變化，從而達(dá)到計(jì)軸的目的

2、。光纖光柵傳感技術(shù)具有成本低、易裝配、體積小、精度高、附加損耗小、可重復(fù)性好、不受電磁干擾等特點(diǎn)。 本文對國內(nèi)外鐵路計(jì)軸的現(xiàn)狀，光纖光柵的傳感原理，車輪對鋼軌應(yīng)變的力學(xué)分析，計(jì)軸傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳感光路構(gòu)建，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和處理，計(jì)軸程序的改進(jìn)等諸多方面作了介紹。本人主要做了以下工作： (1)建立鋼軌的受力模型并進(jìn)行靜態(tài)力學(xué)分析。并將光柵粘貼于鋼軌的不同位置，得出不同位置的受力的應(yīng)變量，驗(yàn)證了理論計(jì)算，確定了光柵在鋼

3、軌上的合理安裝位置。 (2)設(shè)計(jì)固定在鋼軌上的計(jì)軸傳感座。從全夾持式到半夾持式，最終使用了對應(yīng)變比較敏感的平板式固定方式。 (3)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)，包括壓力和波長位移數(shù)據(jù)，并作出壓力波長曲線，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化傳感器的結(jié)構(gòu)和光柵的固定方法。 (4)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和分析。在京廣鐵路干線的實(shí)際應(yīng)用過程中獲取了大量的數(shù)據(jù)，對各種車輛通過得出的計(jì)軸波形進(jìn)行了分析，針對各種異常波形，在計(jì)軸算法和硬件設(shè)計(jì)方