钢轨纵向位移的测量方法及装置与流程

本发明涉及铁路领域，具体而言，涉及一种钢轨纵向位移的测量方法及装置。

背景技术：

高铁无缝线路施工过程中，在单元轨节焊连锁定前，需要对钢轨进行应力放散，并根据当前温度换算拉伸长度，拉伸至锁定长度时进行钢轨焊连锁定。在对钢轨进行锁定的过程中，工作人员需要随时查看钢轨的纵向位移。

在现有技术中，多采用手动测量钢轨纵向位移变化或接触式的方式进行钢轨纵向位移测量，即在施工过程中多采用预先设置位移观测点，手动测量各个位移观测点位移变化量的方式。手工测量采用三角尺或拉线方式测量拉伸前后位移变化，人工统计多个观测点的数据汇总后判断施工有效性。

需要说明的，上述采用三角尺或拉绳方式的手动测量方式测量精度低，容易造成人为误差，可重复性差，无法满足施工过程中实时测量的要求，而且，现有的测量技术在精度、测量范围、环境适应性、安装方式等方面无法满足无缝线路焊连锁定作业过程中钢轨纵向位移测量的需求。

针对上述现有技术采用接触式或手动的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种钢轨纵向位移的测量方法及装置，以至少解决现有技术采用接触式或手动的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种钢轨纵向位移的测量方法，包括：接收上位机发送的测量指令；根据测量指令控制磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场，其中，弱磁块安装于钢轨；接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种钢轨纵向位移的测量装置，包括：第一接收单元，用于接收上位机发送的测量指令；控制单元，用于根据测量指令控制磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场，其中，弱磁块安装于钢轨；第二接收单元，接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。

在本发明实施例中，采用接收上位机发送的测量指令；根据测量指令控制磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场，其中，弱磁块安装于钢轨；接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移，解决了现有技术采用接触式或手动的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种钢轨纵向位移的测量方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选地钢轨纵向位移的测量系统的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选地钢轨纵向位移的测量系统的示意图；以及

图4是根据本发明实施例的一种钢轨纵向位移的测量装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种钢轨纵向位移的测量方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的钢轨纵向位移的测量方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

步骤s12，接收上位机发送的测量指令。

具体地，在本方案中，可以通过设置一个采集模块在轨道附近，采集模块可以与上位机进行通讯，采集模块可以接收用户通过上位机发出的测量指令，然后开始对轨道的纵向位移进行测量。需要说明的是，当采集模块加电后，采集模块自动对轨道发生的纵向位移进行采集。

步骤s14，根据测量指令控制磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场，其中，弱磁块安装于钢轨。

具体地，在本方案中，可以设置一个磁致伸缩位移计以及一个弱磁块，弱磁块可以安装在钢轨上，当采集模块接收到上述测量指令的情况下，采集模块可以控制上述磁致伸缩位移计来感应安装于钢轨上的弱磁块的磁场，需要说明的是，由于弱磁块可以固定在钢轨上，如果钢轨发生了纵向位移，弱磁块也会跟随钢轨发生运动，那么磁致伸缩位移计感应的弱磁块的磁场必定会发生变化。在磁致伸缩位移计感应到的磁场发生变化的时候，磁致伸缩位移计则会生成电信号。

步骤s16，接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。

具体地，在本方案中，磁致伸缩位移计在生成电信号之后，可以将上述电信号实时的反馈给本方案的采集模块。

在本实施例中，通过接收上位机发送的测量指令；根据测量指令控制磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场，其中，弱磁块安装于钢轨；接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。容易注意到，本方案采取磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场的方式来测量钢轨的纵向位移，同现有技术相比，本方案的“非接触式”的测量方法更准确，因此，本方案解决了现有技术采用接触式的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的技术问题。

可选地，在步骤s16接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号之后，方法还包括：

步骤s18，根据电信号生成钢轨的纵向位移。

步骤s20，将钢轨的纵向位移发送至无线通信模块，其中，无线通信模块将钢轨的纵向位移无线发送至上位机。

具体地，在本方案中，采集模块可以根据上述电信号生成上述钢轨的纵向位移，然后将上述位移发送至无线通信模块，然后无线通信模块可以将上述钢轨发生的纵向位移无线传送至上位机。可选地，上述无线通信模块也可以将轨道的纵向位移无线发送至工作人员的手持终端，工作人员可以实时的观察到轨道所发生的纵向位移。

可选地，结合图2所示，弱磁块通过螺钉连接于磁块卡具，其中，磁块卡具通过锁紧螺栓连接于钢轨(铁轨)。

可选地，结合图3所示，磁致伸缩位移计通过至少一个位移计卡具(图3中未示出)连接于钢轨的轨枕，结合图3，磁致伸缩位移计与钢轨的轨枕平行，因此可以保持磁致伸缩位移计与钢轨保持平行。

可选地，锁紧螺栓上连接有马达，其中，在步骤s18根据电信号生成钢轨的纵向位移之后，本实施例提供的方法还可以包括：

步骤s22，向马达发送调整指令，其中，马达根据调整指令控制锁紧螺栓转动，使得弱磁块与磁致伸缩位移计之间的距离达到预设距离。

具体地，结合图3，在本方案中，锁紧螺栓可以设计成可以根据调整指令自动调节弱磁块的位置，从而使得弱磁块与磁致伸缩位移计之间的距离达到预设距离，确保两者处于最佳感应范围内。

下面结合图2至图3，介绍本申请的一种可选的实施例：

本申请的方案可以提供一种基于磁致伸缩位移计的钢轨纵向位移测量系统，结合图2，该系统中的磁致伸缩位移计21通过两个分体的位移计卡具安装在相邻两个轨枕23的道钉25(预埋套管27)上，安装部分有锁紧装置，避免磁致伸缩位移计摆动，道钉25的位置确定了安装锁紧后磁致伸缩位移计21与轨道(轨枕)23平行。结合图3，上述系统中的弱磁块31通过螺钉固定在磁块卡具33上，磁块卡具33通过两边两个锁紧螺栓卡在钢轨35的轨头上，并能通过两个锁紧螺栓调节弱磁块31与磁致伸缩位移计的相对位置，确保两者处于最佳感应范围内。测量轨道纵向位移时，磁致伸缩位移计通过位移计卡具安装在相邻两个轨枕的道钉上，弱磁块通过磁块卡具固定在钢轨的轨头上。通过旋转位移计卡具与磁块卡具的锁紧螺栓，将磁致伸缩位移计1和弱磁块2调整至最佳工作距离，连接采集模块至磁致伸缩位移计的输出电缆，即可开始实时获取轨道纵向位移变化量。

综上，本申请的方案的优点可以如下：

(1)测量精度高，测量范围大，可满足无缝线路施工中精度优于1mm、量程大于500mm的要求。

(2)磁致伸缩位移计安装方便，充分利用了有砟无砟轨道施工中的轨枕及预应力板的螺旋道钉及预埋套管，解决了施工现场地面不平等安装难题。

(3)磁致伸缩位移计适应范围广，对光、烟雾、灰尘、水滴等不敏感，且无需额外封装便能适应野外施工环境(温度、防水等)。

(4)测量过程装置安装好后，无需人工介入，实时传输位移变化过程，为无缝线路焊连锁定过程中应力释放和拉轨提供判决准则，提升了轨道施工质量。

需要说明的是，本申请的方案经过了轨道实验室试装测试及京郊无缝线路实际施工现场试用，安装简单，测量准确，为无缝线路施工过程管理提供了信息化的手段，在一定程度上释放了人力。

实施例二

本申请还提供了一种钢轨纵向位移的测量装置，如图4所示，该装置可以包括：

第一接收单元40，用于接收上位机发送的测量指令；控制单元42，用于根据测量指令控制磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场，其中，弱磁块安装于钢轨；第二接收单元44，接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。

本实施例通过接收上位机发送的测量指令；根据测量指令控制磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场，其中，弱磁块安装于钢轨；接收磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场后所反馈的电信号，其中，电信号用于表征钢轨的纵向位移。容易注意到，本方案采取磁致伸缩位移计感应弱磁块的磁场的方式来测量钢轨的纵向位移，同现有技术相比，本方案的“非接触式”的测量方法更准确，因此，本方案解决了现有技术采用接触式的测量方法导致钢轨纵向位移测量不精确的技术问题。

可选地，本申请提供的装置还可以包括：生成单元，用于根据电信号生成钢轨的纵向位移；发送单元，用于将钢轨的纵向位移发送至无线通信模块，其中，无线通信模块将钢轨的纵向位移无线发送至上位机。

可选地，弱磁块通过螺钉连接于磁块卡具，其中，磁块卡具通过锁紧螺栓连接于钢轨。

可选地，磁致伸缩位移计通过至少一个位移计卡具连接于钢轨的轨枕，其中，磁致伸缩位移计与钢轨平行。

可选地，锁紧螺栓上连接有马达，本申请提供的装置还可以包括：第三发送单元，用于向马达发送调整指令，其中，马达根据调整指令控制锁紧螺栓转动，使得弱磁块与磁致伸缩位移计之间的距离达到预设距离。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。