具有称重装置的运输铁轨系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够检测铁轨车辆的重量的运输铁轨系统，所述运输铁轨系统包括一个或多个铁轨、以及用于测量磁特性的一个或多个传感器，其中至少一个传感器适于测量磁特性的变化，以便确定支承在一个或多个铁轨上的重量，所述磁特性的变化由所述重量施加在所述铁轨上的应力而引起。
【背景技术】
[0002]在已公开文献DE 11 33 141中，描述了一种用于确定铁路车辆的重量的装置。通过使用至少两个应变传感器测量轮子施加在铁轨上的压力，该装置确定这样的车辆的重量，所述传感器沿着所述铁轨的底侧顺序放置。
[0003]专利说明书DE 12 62 628示出了用于称重车辆的设备。在这个发明中，在铁轨的称重拉伸(stretch)上测量铁路货车的重量，铁轨的称重拉伸可以在垂直方向上自由移动。垂直位移被包括磁致伸缩芯的两个压力感测装置转换为测量信号。
[0004]在专利申请CN 101 36 88 42 A，公开了一种轨道动态称重方法。它具有称重方法的特征，该方法使用两个称重点，这两个称重点距离称重轨道上的两个支点相同的距离。采用三极E形整体铁芯的传感器测量轨道承受的力，轨道利用非晶合金薄膜层内的相反的磁致伸缩效应，非晶合金薄膜层附接到铁轨的横向侧的中心轴线的测量点上。这个非晶合金薄膜层位于检测器铁芯和铁轨本身之间。
[0005]在专利说明书GB 941,963中，描述了铁路车辆称重机器内的或者与之相关的改进。这样的称重机器包括至少三个应变响应设备，应变响应设备检测铁轨的两个轨枕的间隔内的三个不同地方的弯矩，铁路铁轨车辆通过该铁轨。
[0006]从已公开文献EP 2 397 830 A2中，扭矩和力测量系统是已知的，用于测量本体(corpus)上的扭矩和/或力的冲击。本体可以是例如自行车驱动轴或者风力涡轮机轴。场发生器装置包括缠绕在铁磁磁通集中器上的线圈，且将磁场应用到本体上。线圈可以由例如具有介于200赫兹和1000赫兹之间的频率的DC或AC信号来供电。由于扭矩和/或力的影响，本体改变形态结构，从而影响所生成的场。这种改变可以由磁场传感器装置来确定，磁场传感器装置可同样包括线圈和磁通集中器。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的问题
[0008]本发明的目的是改进运输铁轨系统。例如，应该提供一种具有称重系统的运输铁轨系统，称重系统可以更轻松地安装，可以以更低的价格获得，或者可以具有降低的复杂度。
[0009]根据本发明的解决方案
[0010]根据本发明，该问题由根据权利要求1的前序的运输铁轨系统来解决，其中一个或多个传感器适于测量铁轨本身的磁特性的变化，和/或一个或多个传感器适于测量铁轨的支撑结构的磁特性的变化。
[0011]在本发明的意义上，运输铁轨系统是允许将铁轨车辆从铁轨的一个点运输至预定路径上的另一个点的铁轨系统。这样的铁轨车辆可以例如是有轨车、机车、货车、电车，或者，由多个推车而形成的车组。运输铁轨系统可以在室内和室外获得。它可以作为货物运输系统安装在仓库内，或者作为铁路铁轨安装在室外。在目前的情况下，运输铁轨系统通过为吊挂在铁轨系统上的铁轨车辆导向，使得铁轨车辆在铁轨高度水平下方和/或之间移动，或者为放置在铁轨系统上的铁轨车辆导向，使得铁轨车辆在铁轨高度水平上方移动，而允许运输。
[0012]根据这个发明，铁轨是在运输铁轨系统的预定轨道上携载铁轨车辆的梁。在本发明的意义上，具有称重装置的铁轨不是轨道的单独部分，而是轨道的完整部分。这意味着它不是机械地从不适于检测车辆的重量的运输铁轨系统的部分上断开。此外，根据本发明，支撑结构是携载铁轨的结构。支撑结构可以是例如铁路轨道的轨枕、支架、机架或者梁，它将铁轨稳定在例如地面上、支架上、墙壁上或天花板的期望位置。
[0013]通过测量铁轨本身和/或铁轨的支撑结构的磁特性的称重效应，之前发现是必须的、传感器和支撑结构的铁轨之间的铁轨附加材料(例如特殊合金)可以令人惊讶地被省略。因此能够检测铁轨车辆的重量的这样的运输铁轨系统的价格和复杂度被降低。通过以下讨论的本发明的优选实施例，可获得更多的优点。
[0014]以下描述的不同传感器仅仅是与本发明一起使用的合适的传感器设计的例子。原则上，足够敏感以利用由于铁轨上的负载而导致的铁轨本身的或者铁轨的支撑结构的磁特性的变化作为测量信号的任何传感器都适于用作本发明的传感器，优选适于例如通过拾取线圈拾取变化的磁场的那些类型的传感器。
[0015]对于传感器来说，测量铁轨的或者支撑结构的磁特性的变化意味着如传感器所记录的主要的(即，大于50%)的磁特性变化分别源于铁轨的或者支撑结构的磁特性的变化。优选地，传感器所记录的大于70%，更优选地大于80%，更优选地大于99%，更优选地全部的磁特性变化，分别源于铁轨的或者支撑结构的磁特性的变化。这与这样的设置相反:其中被测量的主要是:不是铁轨或者支撑结构的一部分，例如CN 101 36 88 42 A中公开的非晶合金薄膜层的磁特性的变化。在本发明中，可以认为铁轨本身或者它的支撑结构作为传感器的测量设置的一部分，优选磁极铁芯的一部分。
[0016]在传输铁轨系统的优选实施例中，系统包括两个或者更多的传感器，适于测量磁特性的变化。在一实施例中，传感器位于传输铁轨系统的相同表面上，同时具有相同的测量朝向。如果重量施加应力在铁轨上，铁轨弯曲。铁轨承受的重量越低，铁轨可发生的弯曲越少，这可以降低对磁特性的影响。因此延长铁轨的长度可能是有用的，在铁轨上、通过沿着铁轨的那一部分设置几个传感器，可能发生称重。例如，两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个传感器可沿着铁轨的一部分设置，优选地相对于彼此等距。两个相邻的传感器之间的距离优选大于I厘米，更优选大于2厘米，更优选地大于3厘米，更优选大于5厘米，更优选大10厘米，更优选大于20厘米，更优选大于30厘米。距离优选小于20米，更优选小于10米，更优选小于I米，更优选小于90厘米，更优选小于50厘米，更优选小于30厘米。因此，在本发明的一些实施例中，两个相邻传感器之间的距离为例如20厘米和90厘米之间。在一些实施例中，距离小于10厘米。在一些实施例中，该距离大于I米，更优选甚至大于10米。通常，优选的，测量沿着铁轨的许多支撑点上的距离在铁轨的长度上发生，优选地沿着两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个支撑点上的距离，支撑点最优选地是铁路轨道的轨枕。在一些实施例中，单个传感器可以是足够的，例如，如果重量相对较大、或者铁轨或者支撑结构相对容易弯曲。由此，提供这样的系统的成本可以降低。
[0017]在另一个实施例中，优选地，运输铁轨系统包括适于测量不同朝向的两个表面上的磁特性的变化的两个或更多传感器。由于作用在铁轨的不同方向上的应力的不同分量(例如，应力/应变)导致磁场的不同变化，多个传感器可以被用于计算铁轨或者支撑结构上的重量。不同表面上的传感器可以相对于彼此具有偏移地安装，优选地具有沿着铁轨的偏移。例如，三个传感器可以安装在铁轨的基座表面上，彼此之间相距一距离，且三个附加的传感器可以相对于基座表面上的传感器安装在铁轨的侧表面上的中间位置，对铁轨的支撑结构加以必要的变通。
[0018]在优选的实施例中，系统包括两个或更多的传感器，所述传感器适于测量所述铁轨本身或者铁轨的支撑结构的磁特性的变化，且那些传感器的至少两个以在不同测量方向上测量磁特性的变化的方式安装，测量方向在彼此之间具有大于零度的角度。这个实施例优选地应用于铁轨轨道上。例如，运输铁轨系统中的两个传感器的测量方向之间的角度大于5，优选大于10，更优选大于40，更优选大于60度，例如介于80和100度。在一些实施例中，那些传感器的至少两个以在朝向彼此垂直的测量方向上测量磁特性的变化的方式安装。由于铁轨车轮通常具有倾斜的运行表面，它们朝向地面和平行于地面对铁轨施加力。为了适于运行表面的设计，铁轨通常向内倾斜。在这样的情况下，在彼此具有角度的方向上具有两个传感器可导致增加的精度。
[0019]在优选实施例中，一个或多个传感器包括用于测量磁特性的一个或多个测量装置