一种钢轨在线智能监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及铁路轨道维修技术领域，特别涉及一种钢轨在线智能监测装置。


背景技术：

2.近年来，随着城市建设的不断发展和进步，地铁线网规模扩大，高架露天段轨道无缝线路选用较多，由于受天气、温度影响较大，温差的变化决定了钢轨的状态，轨道伸缩量依靠人力通过弦线、红外或准直仪等进行测量，测量数据误差大，同时由于地铁运营的特殊性，在运营期间受限界等因素的影响，人员无法进入区间对轨道线路进行实时观测，无法有效地收集高温时段的轨道数据，仅在夜间利用停运时间进行检测，而这时的气温已回落，大大影响了观测数据的准确性，在执行“三测”测轨温、测轨缝、测爬行方面很薄弱，不能科学的保证轨道养护维修，导致轨道因热胀冷缩产生胀轨跑道或列车脱轨的故障。


技术实现要素：

3.为了克服上述问题，本实用新型的目的在于提供一种钢轨在线智能监测装置，能够有效的节约人力，使得在数据监测的时间性、准确性及维修保养上有了大幅度提高。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种钢轨在线智能监测装置，包括固定底板3，所述固定底板3 放置在两枕木15间的钢轨底部，所述固定底板3上设置有调节板6，调节板6上设置防松垫片8，防松垫片8通过防松螺母二7与位移传感器12端部进行连接，所述调节板6上连接有位移传输电缆13端部，钢轨外侧设置有温度传感器9，所述位移传感器12、温度传感器 9分别连接的位移传输电缆13、温度传输电缆11，连接处通过卡扣2 与既有道床进行排线固定并将另一端与监控箱10内的数据采集及传输模块相连，所述监控箱10的外部电源线14插入附近的电源箱。
6.所述固定底板3上穿入立柱螺栓4，将卡扣2穿入立柱螺栓4上部，安装防松螺母一5上至固定扭矩。
7.所述位移传感器12的设置在钢轨外侧两枕木间，横向距离与调节板6向平行，且位移传感器12移动端与调节板6进行紧固。
8.所述防松垫片8通过防松螺母二7进行紧固。
9.所述调节板6根据固定底板3与位移传感器12的高度进行调节。
10.所述温度传感器9、位移传感器12将采集的物理数据传输给智能多路巡检仪19，所述温度传感器9、位移传感器12通过数据采集及传输模块将温度信号、位移信号采集然后通过4g/5g网络传输到云服务器物联网云盒子20与遥控工业人机界面18上，所述遥控工业人机界面18用于显示监测数据信息；利用转换开关22开通远端模式，物联网云盒子20将采集数据传输到计算机及手机aap端口。
11.本实用新型的有益效果：
12.由于本实用新型在既有钢轨设备上安装在线智能监测装置，实现了在线实时轨温、钢轨伸缩监测、存储、报警功能，本实用新型安装与使用简单，生产成本低、使用寿命长、
节能环保，不仅节约了人力，在数据监测的时间性、准确性及维修保养上有了大幅度提高。
13.1、科学性：通过传感器与云服务系统，利用4g/5g无线通信技术及手机app软件，实现钢轨伸缩位移、钢轨温度的全时段在线监测及数据存储。
14.2、创新性：该钢轨动态实时智能监控装置在西安地铁线路检修作业中为首次研发，且投入使用，在地铁同行业中未见同类产品。
15.3、操作简单，易推广，实用性强。缩短作业时间：较以往的人工检测在准确度上有了明显提高，安装便捷，带有数据存储导出功能，方便对数据的采集、分析。
16.4、在环保、节能、创新方面：主面板使用的为24v直流电，采用电源形式提供电力，可就近使用220v电源实现电力供应。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图。
18.图2为本实用新型平面布置图。
19.图3为系统架构图。
20.图4为本实用新型监控箱内元件安装布局图。
21.图中：1
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钢轨、2
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卡扣、3
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固定底板、4
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立柱螺栓、5
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防松螺母一、6
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调节板、7
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防松螺母二、8
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防松垫片、9
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温度传感器、10
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监控箱、11
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温度传输电缆、12
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位移传感器、13
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位移传输电缆、14
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外部电源线、15
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轨枕、16
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电源开关、17电源模块24v、18
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遥控工业人机界面、19
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智能多路巡检仪、20
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物联网云盒子、21
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无线上网模块、 22
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转换开关。
具体实施方式
22.下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。
23.如图1
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图4所示：一种钢轨在线智能监测装置，该仪器使用 ac220v电源，装置包括防水外壳，所述防水外壳壳体的外部设有软件模块及显示模块，所述软件模块及显示模块接有数据采集及传输模块，所述数据采集及传输模块分别接有位置传感器12和温度变送器11，所述位置传感器12上连有一根不锈钢拉绳，所述不锈钢拉绳分别接有张力弹簧和电位器或编码器，所述张力弹簧和电位器或编码器用卡扣2与固定底板3通过立柱螺栓4与钢轨1两侧轨底进行联结，所述温度变送器11上连有温度采集模块，所述的温度传感器利用强磁吸附钢轨轨腰处，通位移传感器12、温度传感器9来对钢轨1的伸缩及温度进行监控，数据采集器将监测的数据上传至云端，通过物联网技术，将云端数据实时传递到网络终端技术人员，实现数据的下载、分析、存储。
24.所述位置传感器12利用一根柔软不锈钢绳，恒张力弹簧和电位器或编码器来实时监测直线钢轨1伸缩位移，不受温度、轨道线路道床上浮下沉、振动等影响。
25.所述位置传感器12为经济紧凑持久耐用型，环境设计紧凑，安装方式简单，为复杂的工业环境提供了简易的测量方式。传感器精度都可以做到0.1毫米，能满足设计要求。
26.所述温度传感器9利用强磁吸附钢轨1轨腰处，固定牢固无需在钢轨1上打孔，使用便捷。测量范围：
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200～450℃；分度号可选用pt100、pt500、pt1000；精度等级采用a级
±
0.15 0.002ltl℃；耐压最大设计为10pa；磁铁40*20*10mm；4m镀银闭屏线缆耐温200℃以内；接线采用三线制带叉型接线端；探头材质为304不锈钢；防护等级ip68。
27.所述数据采集及传输模块可将温度信号、位移信号采集然后通过 4g网络传输到云服务器上，支持远程手机移动设备监控。基于物联网云盒子集wifi无线网络、以太网、串口、各种plc协议等为一体的设备，远程数据管理和分析，微信小程序推送报警信息，手机实时监控，海康威视摄像头监控，plc远程下载调试，等等产品拥有1个 rs232，1个rs485接口，2个网络接口，可以和主流的plc通讯，直接支持modbus标准协议。在设备控制的现场，物联网云盒子数据处理单元完成控制器与数据中心的远程通信，便于用户远程监控、远程调试、远程维护以及建设大规模远程管理设备的信息化网络。
28.所述温度传感器9将pt100电阻信号变换为4*20ma电流信号送给温度采集模块。
29.所述防水外壳内部设有数据采集模块，电源模块、接线端子，避免风吹、日晒造成的电子元器件的损害，外壳防护等级ip55能够防止有害的粉尘堆积，同时支持用水冲洗无任何伤害。
30.所述监控系统软件支持电脑监测和手机app监测提供实时数据查看，历史数据曲线查看导出等功能。针对使用人员项目管理/维护/查询等痛点，以单个项目为主体，可以进行人员权限的管理分配，查询分为曲线图及数值显示，可分年、月、日时段进行调取、查看，并可查询环比、同比数值变化对比。加入图像、短信报警功能，设置位移10毫米以上及温度50℃以上报警提示功能。
31.所述显示模块为工业人机界面(industrial human
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machine interface或简称industrial hmi)是一种带微处理器的智能终端，一般用于工业场合，实现人和机器之间的信息交互，包括文字或图形显示以及输入等功能。因此，工业人机界面正在向应用范围更广的高可靠性智能化信息终端发展。
32.所述主机使用触摸屏人机界面显示，使用较高等级的嵌入式电脑设计，采用32位的arm微处理器，主频一般在100mhz以上，采用 linux或wince等嵌入式操作系统。触摸屏人机界面具备丰富的图形功能，能够实现各种需求的图形显示、数据存储、联网通讯等功能，且可靠性高，成本比平板电脑低，体积小，是工业场合的首选，近期也逐渐替代工业pc成为主流的智能化信息终端。远程端使用手机软件查看的功能，通过云服务器将数据实时传输到手机上，便于维修人员实时查看检控钢轨变化情况。
33.如按照图1安装要求将固定底板3放置在两枕木15间的钢轨底部，穿入立柱螺栓4，将卡扣2穿入立柱螺栓上部，安装防松螺母一5上至固定扭矩，在调节板6位置根据固定底板3与位移传感器12的高度进行调节，使其处在一个平面位置后，将位移传输电缆端部固定在调节板 6上，放入防松垫片8，用防松螺母二7进行紧固，将温度传感器9吸附钢轨腰中和轴上，与所述位移传感器12、温度传感器9分别连接的位移传输电缆13、温度传输电缆11通过卡扣2与既有道床进行排线固定并将另一端安装至监控箱10内的数据采集模块，将监控箱10的外部电源线14插入附近的电源箱。
34.开通ac220v电源后，将电源开关16合闸，电源模块17将输出24v 电压、智能多路巡检仪19同时得电，无线上网模块21、遥控工业人机界面18、智能多路巡检仪19、物联网云盒子20受电启动，温度传感器 9、位移传感器12将采集的物理数据传输给智能多路巡检仪19，通过图3的系统架构理论，数据采集及传输模块可将温度信号、位移信号采集然后通过4g/5g网络传输到云服务器物联网云盒子20与遥控工业人机界面18上，在设备控制的现场，利用转换开关22开通近端模式，遥控工业人机界面18将显示屏显示监测数据信息；利用转换
开关22开通远端模式，物联网云盒子20将采集数据传输到计算机及手机aap端口。
35.物联网云盒子20数据处理单元完成控制器与数据中心的远程通信，从而实现就地监控和网络远方传输监控。