一种道岔尖心轨折断监测设备的制作方法

1.本实用新型公开了高速道岔断轨监测设备的布置结构技术，具体为一种道岔尖心轨折断监测设备。


背景技术：

2.道岔是一种使列车从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。道岔数量多、构造复杂、养护维修投入大，是决定列车运行速度的关键点之一。与基本轨相比，道岔尖轨和心轨结构相对薄弱。尖轨和心轨会在道岔转换过程中产生弹性形变，在列车过岔时受轮对直接冲击；部分本身存在内部缺陷的钢轨在此工况下会因缺陷部位出现应力集中而导致开裂甚至折断。若道岔尖轨和心轨出现的裂痕甚至断裂未能及时发现并更换受损设备，将严重威胁行车安全。
3.现有技术中，如申请号cn201520654141.5，公开了一种断轨检测装置，这是一种常见的断轨声波式监测装置，通过设置一种断轨检测探头，换能器通过安装架安装于铁轨上，通过导波的波形来对轨道进行检测，可及时检测出影响行车的轨道裂痕和断轨现象并预警，从而通过在线监控的方式保证了轨道的健康状况；若铁轨出现断裂或破损的状况，则禁止轨道通车，并及时更换故障钢轨，保证行车安全。但是，这种结构往往需要绑定在轨道底，但是用在道岔的尖轨时，由于尖轨需要活动，这种结构方式会限制尖轨的活动行程，一方面限制安装的部位、另一方面会影响尖轨的活动，甚至影响尖轨活动不到位会引发一系列严重后果，且现有的侧向式安装的探头，在尖轨的活动或车辆经过产生的振动造成松动、导致贴合不紧密，也是存在的问题，如何针对道岔尖轨进行断轨监测硬件的结构布置、安装，是新的技术问题，而且还需要考虑紧贴和防水防雨防尘，现有技术中缺少这种安装结构。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种根据科学合理的安装布置结构，使得断轨监测也能应用在尖轨上，无需对传感器进行“绑绕”安装，能防止出现松动的功能，并具有防水防尘、安装稳定牢固的特点，具体的，本实用新型是这样实现的：
5.一种道岔尖心轨折断监测设备，包括传感器和与传感器通信连接的断轨监测控制终端，传感器安装在传感器夹具之中，其探头外露在传感器夹具下方，通过线缆连接至信号发射装置和数据采集设备；信号发射装置，置于道岔附件的室内，并连接至控制终端，受控制终端控制能向若干个传感器发送监测信号；传感器夹具，其包裹传感器侧部和顶部并安装在高速道岔的尖轨的下部轨面上，并且具有防水防尘结构和稳定结构，提供对传感器的防护的夹持，能使传感器的探头与尖轨的下部轨面始终保持相接触。
6.进一步的，所述断轨监测控制终端，包括安装在局、段调度中心的监测中心终端，和在段、车间调度中心的客户端。
7.进一步的，所述信号发射装置包括发射壳体10、传感器接头15和sram存储器17；所述发射壳体10的一侧等距离安装有传感器接头15，所述发射壳体10的顶部布设有散热网孔
14；所述发射壳体10的顶部设置具有对散热网孔14防护功能的防护网9，所述发射壳体10内顶部且位于散热网孔14的下端通过螺钉安装有散热器20，所述发射壳体10内底部安装有sram存储器17，所述sram存储器17的一端安装有fpga读取器18，所述发射壳体10的内壁一侧且位于fpga读取器18的一端通过安装片安装有数模转换器19所述fpga读取器18的输出端和输入端分别与数模转换器19的输入端和sram存储器17的输出端通过导线构成电连接。
8.进一步的，所述传感器夹具，包括：安装座，作为传感器夹具的主体外壳，安装在尖轨轨柄上，内部集成传感器护套组件，安装座上方设有用于安装夹具螺母的顶部开口，安装座的底部具有容纳传感器本体的腔体和底部开孔，传感器的探头至于底部开孔之中，侧部具有用于连接传感器的电路连接的侧口，夹具螺母，能嵌入安装座的顶部开口并固定，其中部内置有竖向布置的压缩弹簧，压缩弹簧的下端套压在传感器护套组件上，以提供传感器保持下压的压紧力；传感器护套组件，包裹传感器本体并安装在安装座中部，提供对传感器本体的限位和防护；线缆防护接头，其端头安装在安装座的侧口内，连接至传感器本体的线缆预设在其内，以对线缆提供防护。
9.进一步的，所述传感器护套组件还包括传感器基座，所述传感器基座呈倒盖体状，底部设有底孔，传感器上护套和传感器下护套扣接后置于传感器基座内，所述传感器基座的侧壁上开设有针对连接传感器本体线缆的避让u型槽。
10.进一步的，所述传感器基座的底孔与安装座的底部开孔的孔圈之间形成密封槽结构，且在所述密封槽内设置有一圈平面密封圈。
11.进一步的，所述压缩弹簧的顶部与所述夹具螺母的接触面之间设置有第一垫圈，压缩弹簧的底部与所述盖体的接触面之间设置有第二垫圈。
12.进一步的，所述传感器下护套的底面与传感器基座的接触面之间设置有一圈小波簧，所述传感器基座的底部侧面与安装座的接触面之间设置有一圈大波簧。
13.进一步的，所述传感器夹具成对布置在同一段尖轨的轨面上，两个成对的传感器夹具间距不超过0.5m，每对相邻传感器夹具之间保持在10-20m之间。
14.本实用新型的工作原理和有益效果介绍：在本实用新型的方案中，传感器安装在传感器夹具之中，其探头外露在传感器夹具下方，通过线缆连接至信号发射装置和数据采集设备；传感器夹具其包裹传感器侧部和顶部并安装在高速道岔的尖轨的下部轨面上，并且具有防水防尘结构和稳定结构，提供对传感器的防护的夹持，能使传感器的探头与尖轨的下部轨面始终保持相接触；即传感器夹具提供了对传感器的防护的同时，还能提供一个向下的按压作用力，使其纵向方向向下被压在尖轨的低轨轨面上，从而实现充分的传感器探头和轨面的接触，在日常的振动、移动中，也不会产生松动和间隙，信号发射装置置于道岔附件的室内，并连接至控制终端，受控制终端控制能向若干个传感器发送监测信号，传感器接受到指令后，产生波形信号，在尖轨上传递，直至被另一个传感器接收，具体的波形监测断轨的系统和方法原理属于现有技术，本实用新型不做具体的展开，这样的结构达到完整的侧向即顶部传感器包裹覆盖，使传感器稳定、牢固的置于护具和基座内，配合数个波簧、密封圈实现防水防尘、防撞击的效果，整体结构分工明确，相互之间统一适配，装配难度低、装配后一体性、密封性、牢固性好，能快速的安装在尖轨或其他轨道的表面上；结构设计科学合理，易于组装和维修更换时的拆卸，具有很好的易用性和实用性，适配很多环境、工段上的轨道使用。
附图说明
15.图1为本实用新型的安装结构示意图；
16.图2为本实用新型的传感器夹具剖面结构示意图；
17.图3为本实用新型的传感器夹具的结构爆炸图；
18.图4为本实用新型的传感器基座立体图；
19.图5为本实用新型的传感器安装位置示意图；
20.图6为图5中a部分的放大图；
21.图7为本实用新型的信号发射装置立体图；
22.图8为本实用新型的信号发射装置内部结构示意图；
23.其中：1安装座、2夹具螺母、11顶部开口、3传感器本体、12底部开孔、13侧口、4压缩弹簧、5线缆、31传感器上护套、32传感器下护套、311盖体、312盖把、313扣接孔、321卡接耳、314避让孔、315槽位、33传感器基座、331底孔、332避让u型槽、333平面密封圈、334第一垫圈、335第二垫圈、336小波簧、337大波簧、338紧固孔、339紧定螺钉、51螺纹接头、52橡胶塞、34圆弧状防滑纹、35沉头螺钉、36耐热磁铁、37插销孔、39限位槽、9防护网、10发射壳体、14散热网孔、15传感器接头、17sram存储器、18fpga读取器、20散热器、19数模转换器。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
25.实施例1：一种道岔尖心轨折断监测设备，包括传感器和与传感器通信连接的断轨监测控制终端，传感器安装在传感器夹具之中，其探头外露在传感器夹具下方，通过线缆5连接至信号发射装置和数据采集设备；信号发射装置，置于道岔附件的室内，并连接至控制终端，受控制终端控制能向若干个传感器发送监测信号；传感器夹具，其包裹传感器侧部和顶部并安装在高速道岔的尖轨的下部轨面上，并且具有防水防尘结构和稳定结构，提供对传感器的防护的夹持，能使传感器的探头与尖轨的下部轨面始终保持相接触。传感器夹具成对布置在同一段尖轨的轨面上，两个成对的传感器夹具间距不超过0.5m，每对相邻传感器夹具之间保持在10-20m之间。传感器安装在传感器夹具之中，其探头外露在传感器夹具下方，通过线缆5连接至信号发射装置和数据采集设备；传感器夹具其包裹传感器侧部和顶部并安装在高速道岔的尖轨的下部轨面上，这样的结构就不影响尖轨的移动，使其移动行程和位移精度不受影响，传感器也不会在移动过程中和底面或其他物件接触而产生晃动等，并且这样的包裹安装，能提供防水防尘结构和稳定结构的效果，提供对传感器的防护的夹持，能使传感器的探头与尖轨的下部轨面始终保持相接触；即传感器夹具提供了对传感器的防护的同时，还能提供一个向下的按压作用力，使其纵向方向向下被压在尖轨的低轨轨面上，从而实现充分的传感器探头和轨面的接触，在日常的振动、移动中，也不会产生松动和间隙，信号发射装置置于道岔附件的室内，并连接至控制终端，受控制终端控制能向若干个传感器发送监测信号，传感器接受到指令后，产生波形信号，在尖轨上传递，直至被另一个传感器接收，具体的波形监测断轨的系统和方法原理属于现有技术，本实施例中不作
具体的展开描述；信号发射装置用于转换信号并传递信号至传感器，有传感器对轨道传递波形信号。
26.优选地，所述断轨监测控制终端，包括安装在局、段调度中心的监测中心终端，和在段、车间调度中心的客户端。断轨监测控制终端能及时接收到实时反馈的信号，并作出处理、分析和监控，具体方式方法属于现有技术，设置在局、段调度中心的监测中心终端，和在段、车间调度中心，能让各个部门共享实时的监测数据，一旦出现异常，都能及时收到警报进行处理，提高监测的可靠性。
27.优选地，所述信号发射装置，包括发射壳体10、传感器接头15和sram存储器17；发射壳体10的一侧等距离安装有传感器接头15且发射壳体10的另一侧通过密封螺钉14安装有检修盖板16，发射壳体10的顶部布设有散热网孔14且散热网孔14呈圆形分布，发射壳体10的顶部设置具有对散热网孔14防护功能的防护网9，发射壳体10内顶部且位于散热网孔14的下端通过螺钉安装有散热器20，发射壳体10内底部通过螺钉安装有sram存储器17，sram存储器17的一端通过螺钉安装有fpga读取器18，发射壳体10的内壁一侧且位于fpga读取器18的一端通过安装片安装有数模转换器19。其中，防护网9的顶部压合有定位杆6且定位杆6的端部焊接有定位片8且定位片8上安装有定位螺钉7；利用定位螺钉7和定位片8便于固定定位杆6。信号发射装置连接至控制端，受控制端控制能向断轨检测探头发射检测信号，能控制断轨监测探头通过导波的波形来对轨道进行检测；信号发射装置起到信号发出和信号回传的中转功能，最终由控制端对信号进行分析和监测，能及时检测出影响行车的轨道裂痕和断轨现象并预警，从而通过在线监控的方式保证了轨道的健康状况；信号发射装置主要实现任意波形的输出功能，波形数据可以通过以太网预先发送到板卡上，存储到板卡里面的sd卡中，在需要输出的时候调用sd中的数据，写入波形缓存sram中，fpga通过读取sram中波形数据实时写入到dac中，最终实现波形的输出功能。
28.优选地，所述传感器夹具，包括安装座1，作为传感器夹具的主体外壳，安装在尖轨轨柄上，内部集成传感器护套组件，安装座1上方设有用于安装夹具螺母2的顶部开口11，安装座1的底部具有容纳传感器本体3的腔体和底部开孔12，传感器的探头至于底部开孔12之中，侧部具有用于连接传感器的电路连接的侧口13；夹具螺母2能嵌入安装座1的顶部开口11并固定，其中部内置有竖向布置的压缩弹簧4，压缩弹簧4的下端套压在传感器护套组件上，以提供传感器保持下压的压紧力；传感器护套组件包裹传感器本体3并安装在安装座1中部，提供对传感器本体3的限位和防护；线缆5防护接头，其端头安装在安装座1的侧口13内，连接至传感器本体3的线缆5预设在其内，以对线缆5提供防护。装配安装时，从内到外依次套装，先将传感器本体3安装在传感器护套组件内，使传感器的探讨朝下，再整体放入安装座1内，使探头能外露在底部开孔12，将线缆5从侧口13接出，在传感器护套组件顶部上放入纵向的压缩弹簧4，再在压缩弹簧4顶部拧上夹具螺母2和安装座1连接固定，压紧压缩弹簧4，使传感器护套组件整体被压缩弹簧4压制，再将安装座1固定在尖轨底部的轨面上，布置时注意部位的选择，使得传感器在活动过程中不会触碰到其他轨道设施，线缆5也布置好，不要影响尖轨的移动。
29.传感器护套组件还包括传感器基座33，所述传感器基座33呈倒盖体311状，底部设有底孔331，传感器上护套31和传感器下护套32扣接后置于传感器基座33内，所述传感器基座33的侧壁上开设有针对连接传感器本体3线缆5的避让u型槽332。连接传感器的线缆5从
避让u型槽332引出，传感器基座33的底孔331与安装座1的底部开孔12的孔圈之间形成密封槽结构，且在所述密封槽内设置有一圈平面密封圈333。所述压缩弹簧4的顶部与所述夹具螺母2的接触面之间设置有第一垫圈334，压缩弹簧4的底部与所述盖体311的接触面之间设置有第二垫圈335。传感器基座33的目的在于和传感器紧密贴合，并形成限位卡紧传感器的内壳结构，传感器基座33的底孔331与安装座1的底部开孔12的孔圈之间形成密封槽结构，且在所述密封槽内设置有一圈平面密封圈333；外侧则通过密封结构件作为和安装座1之间进行隔离密封的安装受体，起到密封隔离的功能，具有了防尘防水防震的功能。
30.优选地，传感器下护套32的底面与传感器基座33的接触面之间设置有一圈小波簧圈336，所述传感器基座33的底部侧面与安装座1的接触面之间设置有一圈大波簧337。设置波簧进行缝隙之间的进一步张紧，传感器基座33和安装座1之间也设置有波簧、紧定螺钉339进行固定和稳定性的加固，整体提升了对传感器侧面和顶部的防护。
31.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

技术特征：
1.一种道岔尖心轨折断监测设备，包括传感器和与传感器通信连接的断轨监测控制终端，其特征在于：传感器安装在传感器夹具之中，其探头外露在传感器夹具下方，通过线缆(5)连接至信号发射装置和数据采集设备；信号发射装置，置于道岔附件的室内，并连接至控制终端，受控制终端控制能向若干个传感器发送监测信号；传感器夹具，其包裹传感器侧部和顶部并安装在高速道岔的尖轨的下部轨面上，并且具有防水防尘结构和稳定结构，提供对传感器的防护的夹持，能使传感器的探头与尖轨的下部轨面始终保持相接触。2.根据权利要求1所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述断轨监测控制终端，包括安装在局、段调度中心的监测中心终端，和在段、车间调度中心的客户端。3.根据权利要求1所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述信号发射装置包括发射壳体(10)、传感器接头(15)和sram存储器(16)；所述发射壳体(10)的一侧等距离安装有传感器接头(15)，所述发射壳体(10)的顶部布设有散热网孔(14)；所述发射壳体(10)的顶部设置具有对散热网孔(14)防护功能的防护网(9)，所述发射壳体(10)内顶部且位于散热网孔(14)的下端通过螺钉安装有散热器(20)，所述发射壳体(10)内底部安装有sram存储器(16)，所述sram存储器(16)的一端安装有fpga读取器(17)，所述发射壳体(10)的内壁一侧且位于fpga读取器(17)的一端通过安装片安装有数模转换器(19)所述fpga读取器(17)的输出端和输入端分别与数模转换器(19)的输入端和sram存储器(16)的输出端通过导线构成电连接。4.根据权利要求1所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述传感器夹具，包括：安装座(1)，作为传感器夹具的主体外壳，安装在尖轨轨柄上，内部集成传感器护套组件，安装座(1)上方设有用于安装夹具螺母(2)的顶部开口(11)，安装座(1)的底部具有容纳传感器本体(3)的腔体和底部开孔(12)，传感器的探头至于底部开孔(12)之中，侧部具有用于连接传感器的电路连接的侧口(13)，夹具螺母(2)，能嵌入安装座(1)的顶部开口(11)并固定，其中部内置有竖向布置的压缩弹簧(4)，压缩弹簧(4)的下端套压在传感器护套组件上，以提供传感器保持下压的压紧力；传感器护套组件，包裹传感器本体(3)并安装在安装座(1)中部，提供对传感器本体(3)的限位和防护；线缆(5)防护接头，其端头安装在安装座(1)的侧口(13)内，连接至传感器本体(3)的线缆(5)预设在其内，以对线缆(5)提供防护。5.根据权利要求4所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述传感器护套组件还包括传感器基座(33)，所述传感器基座(33)呈倒盖体(311)状，底部设有底孔(331)，传感器上护套(31)和传感器下护套(32)扣接后置于传感器基座(33)内，所述传感器基座(33)的侧壁上开设有针对连接传感器本体(3)线缆(5)的避让u型槽(332)。6.根据权利要求5所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述传感器基座(33)的底孔(331)与安装座(1)的底部开孔(12)的孔圈之间形成密封槽结构，且在所述密封槽内
设置有一圈平面密封圈(333)。7.根据权利要求6所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述压缩弹簧(4)的顶部与所述夹具螺母(2)的接触面之间设置有第一垫圈(334)，压缩弹簧(4)的底部与所述盖体(311)的接触面之间设置有第二垫圈(335)。8.根据权利要求6所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述传感器下护套(32)的底面与传感器基座(33)的接触面之间设置有一圈小波簧圈(336)，所述传感器基座(33)的底部侧面与安装座(1)的接触面之间设置有一圈大波簧(337)。9.根据权利要求1所述的道岔尖心轨折断监测设备，其特征在于，所述传感器夹具成对布置在同一段尖轨的轨面上，两个成对的传感器夹具间距不超过0.5m，每对相邻传感器夹具之间保持在10-20m之间。

技术总结
本实用新型公开了一种道岔尖心轨折断监测设备，包括传感器和与传感器通信连接的断轨监测控制终端，传感器安装在传感器夹具之中，其探头外露在传感器夹具下方，通过线缆连接至信号发射装置和数据采集设备；信号发射装置置于道岔附件的室内，并连接至控制终端，受控制终端控制能向若干个传感器发送监测信号；传感器夹具包裹传感器侧部和顶部并安装在高速道岔的尖轨的下部轨面上，并且具有防水防尘结构和稳定结构，提供对传感器的防护的夹持，能使传感器的探头与尖轨的下部轨面始终保持相接触。本实用新型的结构使得断轨监测也能应用在尖轨上，无需对传感器进行“绑绕”安装，能防止出现松动的功能，具有防水防尘、安装稳定牢固的特点。的特点。的特点。


技术研发人员：杨铁军 王新华 撒英 吴志刚 母其权 魏强 姜洪波 孔月 刘传良 洪兵章 赵鑫 王鹏翔 张胜强 蒋忠辉 康俊龙
受保护的技术使用者：中国铁路昆明局集团有限公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/4/25