钢轨拉伸长度的监测装置的制作方法

1.本发明涉及钢轨拉伸技术领域，尤其涉及一种钢轨拉伸长度的监测装置。


背景技术：

2.在铁路线上新敷设或养护维修无缝线路时，需要对长度为2000米的长轨条进行拉伸并在拉伸后用扣件锁定，以满足预先设计的锁定轨温要求。
3.在钢轨的拉伸锁定过程中，需要对拉伸长度和均匀度进行监测，通常采用人工标记和观测方式。现有方式为：每隔200米左右在钢轨和路肩上做标记，作为观测钢轨爬行的观测点。在钢轨拉伸的过程中，通过人工测量的方式获取各段钢轨的爬行距离，并与设计距离进行比对，以判断是否符合预先设计的锁定轨温要求。
4.这种人工标记和观测方式，工作效率很低，测量精度不高，且容易造成错误，不能满足现代铁路建设和运营维护的信息化、智能化的要求。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种钢轨拉伸长度的监测装置。
6.本发明提供了一种钢轨拉伸长度的监测装置，包括：监测主机以及与所述监测主机无线通信连接的多台监测终端，其中：
7.所述多台监测终端用于按照预设长度间隔设置在对应钢轨段的旁边，且与设置在所述钢轨上的多个激光反射板一一对应；所述激光反射板用于将对应监测终端发射的激光进行反射；
8.所述监测主机用于：向所述多个监测终端发送位移报警值；所述监测终端用于：向对应的激光反射板发生激光，根据激光反射时间确定所述监测终端和对应激光反射板之间的相对位移量，并在所述相对位移量达到所述位移报警值时进行报警，以提醒人员对应钢轨段的拉伸距离达到预设锁定要求。
9.本发明提供的钢轨拉伸长度的监测装置，监测主机和监测终端之间通过无线通信连接，免去有线连接的困难，适用于隧道、弯道、路堑等各种复杂地形。而且，本发明基于激光测距实现对钢轨段的拉伸长度进行自动监测，由于激光测距的精确度很高，可以避免由于测量误差导致的锁定轨温不准确的问题发生。本发明提供的装置具有设备布设简单、环境适用性强、测量精度高、超阈值自动报警等优点，从而提高了钢轨拉伸及锁定工作的工作效率和智能化水平。
附图说明
10.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明实施例中一种钢轨拉伸长度的监测装置的结构示意图；
13.图2为本发明实施例中监测主机的结构示意图；
14.图3为本发明实施例中监测终端的结构示意图。
具体实施方式
15.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.本发明提供一种钢轨拉伸长度的监测装置，参见图1，该装置包括：监测主机以及与所述监测主机无线通信连接的多台监测终端，其中：
17.所述多台监测终端用于按照预设长度间隔设置在对应钢轨段的旁边，且与设置在所述钢轨上的多个激光反射板一一对应；所述激光反射板用于将对应监测终端发射的激光进行反射；
18.所述监测主机用于：向所述多个监测终端发送位移报警值；所述监测终端用于：向对应的激光反射板发生激光，根据激光反射时间确定所述监测终端和对应激光反射板之间的相对位移量，并在所述相对位移量达到所述位移报警值时进行报警，以提醒人员对应钢轨段的拉伸距离达到预设锁定要求。
19.其中，监测终端的数量可以根据实际情况设置，例如，钢轨长度为2000米，需要每200米作为一个钢轨段进行监测，因此可以设置10个监测终端，一个监测终端和一个激光反射板相对应。这1台监测主机和10台监测终端之间是无线通信连接的关系。
20.其中，一个监测终端设置在对应的钢轨段的旁边，例如，设置在路肩上或者轨道板上，监测终端不会随着钢轨段的拉伸而移动，而对应的激光反射板设置在对应的钢轨段上，会随着这个钢轨段的拉伸而移动，因此监测终端和激光反射板之间的距离会发生变化。在拉伸之前，两者之间的距离为初始距离，在拉伸过程中，两者之间的距离实时会发生变化，因此为实时距离。实时距离和初始距离之间的差值为实时的相对位移量。
21.其中，监测终端测量距离的原理是：监测终端向对应的激光反射板发送激光，激光反射板对激光进行反射，监测终端对反射回来的激光进行接收，这样根据发出激光和接收反射激光之间的时间可以计算出来监测终端和激光反射板之间的距离。
22.其中，监测主机可以针对每一个钢轨段设置对应的位移报警值，当钢轨段的拉伸长度达到位移报警值后，此时拉伸长度达到要求，可以不再继续拉伸，对钢轨进行锁定处理，例如，用扣件扣住，此时钢轨段满足预先设计的锁定轨温。
23.其中，不同钢轨段的拉伸长度的要求可以不同，因此位移报警值是不同的，即针对不同的测试终端设置的位移报警值不同。
24.在具体实施时，监测主机和监测终端可以采用多种结构形式实现，参见图2和图3，下面提供一种优选的方式：
25.所述监测主机中可以包括第一微处理器和第一无线传输模块；所述监测终端中包
括激光位移传感器、第二微处理器和第二无线传输模块；其中：
26.所述第一微处理器具体用于生成初始化指令，并通过所述第一无线传输模块将所述初始化指令发送至对应的所述监测终端；所述初始化指令中包含所述位移报警值；
27.所述第二微处理器具体用于：通过所述第二无线传输模块接收所述初始化指令，对所述初始化指令进行解析得到所述位移报警值；控制所述激光位移传感器发射激光和接收激光；在对钢轨拉伸之前，根据激光反射时间计算所述监测终端和对应的激光反射板之间的初始距离；在钢轨拉伸过程中，根据激光反射时间计算所述监测终端和对应的激光反射板之间的实时距离；根据所述实时距离和所述初始距离计算所述相对位移量；判断所述相对位移量是否达到所述位移报警值，若是，则进行报警。
28.也就是说，在实际应用中，第一微处理器会生成初始化指令，将初始化指令发送给第一无线传输模块，第一无线传输模块将初始化指令发送给该指令对应的监测终端，该监测终端中的第二无线传输模块将初始化指令发送给第二微处理器。第二微处理器对初始化指令进行解析，从而得到针对对应钢轨段设置的位移报警值。第二微处理器在得到对应的位移报警值后，此时还没有进行拉伸，此时第二微处理器会控制激光位移传感器发射激光、接收激光，进而计算出初始距离。在开始拉伸时，第二微处理器可以按照预设时间间隔控制激光位移传感器发生激光，进而可以得到多个实时距离，进而得到多个相对位移量。当相对位移量增大到位移报警值时，此时第二微处理器进行报警，此时人员可以不再对该钢轨段进行拉伸，并进行锁定处理。
29.其中，所述第一无线传输模块和所述第二无线传输模块可以为无线lora模块。
30.在具体实施时，所述监测主机中还可以包括第一转换模块，所述第一转换模块用于对所述第一微处理器和所述第一无线传输模块之间的数据进行转换，以实现数据格式匹配；所述监测终端中还可以包括第二转换模块，所述第二转换模块用于对所述第二微处理器和所述第二无线传输模块之间的数据进行转换，以实现数据格式匹配。
31.也就是说，第一转换模块在第一微处理器和第一无线传输模块之间进行数据转换，第二转换模块在第二微处理器和第二无线传输模块之间进行数据转换。
32.例如，第一无线传输模块通过rs485总线将接收到的来自各个监测终端的相对位移量发送给第一转换模块，第一转换模块对接收到的数据进行转换后通过rs486总线传输给第一微处理器，这样第一微处理器可以对接收到的数据进行解析，进而得到各个监测终端的相对位移量。
33.再例如，第二无线传输模块通过rs485总线将接收到的来自监测主机的初始化指令发送给第二转换模块，第二转换模块对接收到的数据进行转换后通过rs486总线传输给第二微处理器，这样第二微处理器可以对接收到的数据进行解析，进而得到对应的位移报警值。
34.在具体实施时，所述监测终端中包括可以报警模块，所述报警模块包括音频报警单元和闪光灯，所述音频报警单元用于在所述第二微处理器的控制下发出报警声音；所述闪光灯用于在所述第二微处理器的控制下进行闪光报警。
35.也就是说，当一个监测终端的第二微处理器确定相对位移量达到位移报警值后，会控制报警模块进行报警，具体的，控制音频报警单元发出报警声音，控制闪光灯进行频闪，从而实现光电报警。
36.在具体实施时，所述监测主机中可以包含掌上电脑；所述监测终端中的第二微处理器还用于：通过所述第二无线传输模块将所述相对位移量发送至所述监测主机；所述监测主机中的第一微处理器还用于：通过所述第一无线传输模块接收所述相对位移量，并将所述相对位移量发送至所述掌上电脑，以使所述掌上电脑进行展示。
37.例如，当各个监测终端将相对位移量发送给监测主机后，监测主机中第一微处理器将各个相对位移量发送给掌上电脑，这样掌上电脑对相对位移量进行展示，便于人员及时了解各个钢轨段的拉伸情况。
38.在具体实施时，掌上电脑除了进行数据展示外，还可以进行数据设置。可选的，所述掌上电脑还可以用于：提供设置界面，以使人员在所述掌上电脑的设置界面上设置各个钢轨段对应的位移报警值，并将设置的所述位移报警值发送至所述第一微处理器。
39.也就是说，人员可以提前在掌上电脑上设置各个钢轨段对应的拉伸长度，即各个位移报警值，这样掌上电脑将各个钢轨段的位移报警值发送给第一微处理器，以便于第一微处理器生成各个监测终端的初始化指令。
40.在具体实施时，所述第一转换模块还可以用于将所述第一微处理器和所述掌上电脑之间进行数据转换，以实现数据格式匹配。
41.例如，第一微处理器对接收到的数据进行解析，得到各个监测终端的相对位移量后，将相对位移量通过第一转换模块发送给掌上电脑，由于掌上电脑和第一微处理器通过wifi或者蓝牙连接，因此第一转换模块会将第一微处理器通过rs486总线发送来的数据转换为蓝牙数据或者wifi数据，发送给掌上电脑，以供掌上电脑进行展示。
42.在具体实施时，所述监测终端中还可以包括显示模块，所述显示模块与所述第二微处理器连接，用于对所述第二微处理器确定的所述相对位移量进行展示。显示模块可以采用oled显示模块。
43.也就是说，第二微处理器在计算得到相对位移量后，将相对位移量发送给显示模块，这样显示模块可以显示计算得到的相对位移量，以供人员及时了解钢轨段的拉伸情况。
44.在具体实施时，所述监测主机中可以包括第一电池管理模块，所述监测终端中可以包括第二电池管理模块；所述第一电池管理模块用于为所述第一微处理器供电；所述第二电池管理模块用于为所述第二微处理器供电。
45.也就是说，第一电池管理模块为第一微处理器供电，当然，第一微处理器可以为第一无线传输模块供电。第二电池管理模块可以为第二微处理器供电，当然，第二微处理器可以为第二无线传输模块供电。
46.可理解的是，本发明一个实施例提供一种基于激光测距和无线通信技术的钢轨拉伸长度监测及报警方案，可以实现自动测量各个钢轨段在拉伸过程中的爬行长度，并在爬行长度达到位移报警值时发出报警信号，实现钢轨拉伸长度的自动监测。
47.可理解的是，监控主机与移监测终端通过无线传输模块自动互联，实现非可视条件下的自组网通信，免去有线连接的困难，适用于隧道、弯道、路堑等各种复杂地形。
48.可理解的是，激光测距可精确测量钢轨段的爬行距离，精度可达1mm，降低由于测量误差导致的锁定轨温不准确。
49.可理解的是，该装置具有设备布设简单、环境适用性强、测量精度高、超阈值自动报警等优点，从而提高了钢轨拉伸及锁定工作的工作效率和智能化水平。
50.其中，本发明实施例中设置了激光位移传感器，用以监测钢轨段在拉伸过程中的爬行距离；设置了无线传输模块，实现控制监测主机与多台监测终端之间的自组网数据通信。无线传输模块可以采用lora无线通信模块，也可以采用数传电台、公共移动通信(2g/3g/4g/5g)模组等。本发明在监测终端中还可以设置显示模块，实现室外强光环境下的数据清晰显示；显示模块例如采用oled显示屏。本发明可以设置音频单元和闪光灯，实现各声光报警。
51.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
52.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。
53.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
54.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。