一种铁路轨道螺栓松动的监测系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104608795A(43)申请公布日2015.05.13(21)申请号201510048019.8(22)申请日2015.01.29(71)申请人南京大学地址210093江苏省南京市鼓楼区汉口路22号(72)发明人李密陈媛张旭苹宋跃江路元刚(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人朱小兵(51)Int.Cl.B61K9/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种铁路轨道螺栓松动的监测系统及方法(57)摘要本发明公开了一种铁路轨道螺栓松动的监测系统，包括激光发射模块、轨道光纤、割断装置、激光接收模块、处理电路模块，所述处理电路模块包括一个电磁继电器、报警电路模块和用于控制铁轨系统的控制电路模块；割断装置，在螺栓松动的时候割断光纤。当铁轨螺栓发生松动时，割断装置割断光纤，激光接收模块接收不到光信号，实现报警，同时切断铁轨继电器电路。本发明还公开了一种铁路轨道螺栓松动的监测方法，本发明可实现铁轨中螺栓的松动情况的实时和系统地监测，而且设计制作过程简单、价格低廉，便于大规模地制作和投入使用。CN104608795ACN104608795A权利要求书1/2页1.一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统，其特征在于，包括激光发射模块、轨道光纤、割断装置、激光接收模块、处理电路模块，所述处理电路模块包括一个电磁继电器、报警电路模块和用于控制铁轨系统的控制电路模块；其中，激光发射模块，用于输出光信号至轨道光纤；割断装置，用于当螺栓松动时，割断轨道光纤；轨道光纤，用于当轨道光纤未被割断时，传输光信号至激光接收模块；激光接收模块，用于当接收到光信号时，将光信号转换为电信号输出至电磁继电器；电磁继电器，当接收到电信号时，输出高电平至控制电路模块；当未接收到电信号时，输出高电平至报警电路模块；控制电路模块，连接轨道继电器，当接收到高电平时，控制铁轨系统正常运行；当未接到高电平时，控制铁轨系统停止运行；报警电路模块，用于当接收到高电平时，则判断螺栓发生松动，发出报警。2.根据权利要求1所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统，其特征在于，所述割断装置包括刀片、U形弹性片，刀片设置在U形弹性片的中心，U形弹性片上对称开有一对使得弹性片可以相对螺栓滑动的孔，螺栓中的螺杆穿过该一对孔且位于两孔之间的螺杆上设有弹簧。3.根据权利要求2所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统，其特征在于，所述弹性片为金属弹性片。4.根据权利要求1所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统，其特征在于，所述激光发射模块为发光二极管。5.根据权利要求4所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统，其特征在于，所述发光二极管的供电电压在6-24V之间。6.根据权利要求1所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统，其特征在于，所述激光接收模块为光电二极管，光电二极管为点接触型二极管。7.根据权利要求1所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统，其特征在于，所述轨道光纤为多模光纤。8.一种监测铁路轨道螺栓松动的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在螺栓上安装割断装置；步骤二、将光纤穿过割断装置铺设在铁轨上；步骤三、采用激光发射模块发出光信号，该光信号注入光纤的一端；步骤四、光信号从光纤的另一端输出至激光接收模块：当螺栓未发生松动时，激光接收模块将光信号转换为电信号输出至电磁继电器；当螺栓发生松动时，光纤被割断装置割断，电磁继电器接收不到电信号；步骤五、当电磁继电器接收到电信号时，输出高电平至控制电路：当控制电路接收到高电平时，控制铁轨系统正常运行；当未接到高电平时，控制铁轨系统停止运行；步骤六、当电磁继电器未接收到电信号时，输出高电平至报警电路，进行报警。9.根据权利要求8所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测方法，其特征在于，所述割断装置是通过以下步骤制作而成的：A、提供U形弹性片；2CN104608795A权利要求书2/2页B、在U形弹性片的中心设置刀片，U形弹性片上对称开有一对使得弹性片可以相对螺栓滑动的孔；C、螺栓中的螺杆穿过该一对孔固定在轨道上且位于两孔之间的螺杆上设有弹簧。10.根据权利要求9所述的一种监测铁路轨道螺栓松动的监测方法，其特征在于，所述一对孔是相同尺寸的椭圆形孔，所述刀片为矩形刀片。3CN104608795A说明书1/6页一种铁路轨道螺栓松动的监测系统及方法技术领域[0001]本发明涉及基于光纤的传感监测技术领域，特别是一种监测铁路轨道螺栓松动的监测系统及方法。背景技术[0002]从1997年我国第一次列车提速以来，我国相继修建、开通了京津城际客运专列、京沪城际客运专列、京广城际客运专列，设计时速也从200公里逐步提升到350公里。中国已经