鐵路軌道狀態監測系統
隨著我國經濟的飛速發展,列車載重量和行車速度不斷提高為保障行車安全和提高運輸放率,監測行車狀態的實時性、穩定性和準確性尤為主要、目前,對線路狀況的監視國內外主要依靠人工和軌道車巡檢。光纖傳感技術是當前傳感器
領城研究方向。在光導纖維中傳播時,光波的波長、強度、相位、偏振態等特征
參量因受外界溫度、應力、振動、位移、扭轉等因素的作用,發生直接或間接的
變化,可用于探測周圍物理場。經過長期研究,光纖傳感技術可對壓力、溫度、
振動、形變、速度、加速度、位移、水位、距離等參數進行準確檢測,具有信號
帶寬寬、抗電磁干擾、精度高、靈敏度高、使用壽命長、易于網絡化等優點。憑
借一系列的優點和多參數監測的功能,光纖傳感技術在鐵路行業和其他監測領域應用前景廣闊。
軌道溫度、應力及張力監測
軌道或軌道板的溫度變化反映了其受力情況,溫度梯度場的存在導致鋼軌出
現微裂紋,熱脹冷縮的變化導致鋼軌固定結合部出現不必要受力,因此對軌道溫度監測非常必要,基于拉曼散射(ROTDR)或布里淵散射原理的光纖分布式測溫技
術可用于鐵路線路長距離、大范用的溫度和應力在線監測。分布式光纖溫傳感器
能夠連續測量光纖沿線各處溫度,測量距離可為幾公里,空間定位精度達到米級,
監測軌道溫度的同時可確定溫度異常點位置,并不間斷自動測量,特別適用于大
范多點測量和監測軌道溫度的線路。
軌道振動監測
列車載重的提高使軌道動態載荷不斷增大、沖擊振動加劇和鋼軌結構損傷加劇。波磨指鋼軌表面縱向出現的周期性波浪狀不平順,是一種常見的鋼軌磨損。
鋼軌出現波磨,列車通過時引起走行部位附加垂直振動,列車的橫向振動引起橫向沖擊力,直接關系到列車脫軌系數。在列車上安裝光纖加速度傳感器,采集車體振動信號,監測鋼軌波磨及由其引起的列車橫向振動。由于偏載、線路不平順、斷軌、三角坑等原因,長大編組的重載列車橫向振動更為嚴重。當振動超過閾值,列車處在危險運行狀態。采用光纖加速度傳感器可獲取列車橫向振動信息實現對振動的監測。