CN105527043A - 一种监测弹性垫板刚度特性的装置和方法 - Google Patents

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杨秀仁
陈鹏
曲村
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Zhejiang Tiantie Industry Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种监测轨下弹性垫板刚度特性的装置和方法，所述装置包括：Zigbee网络传输***和耐高温应变片。所述耐高温应变片熔嵌于所述弹性垫板的斜锥内，并因弹性垫板受力变形发生相应的形变，进而产生电阻变化信号，通过Zigbee网络传输***将所述电阻变化信号传输到计算机中进行处理，监测所述弹性垫板的受力大小，实现对垫板刚度特性的监测。本发明通过特定结构的耐高温应变片和能实现多点测试的Zigbee网络传输***，监测垫板在实际使用过程中的应力分布及大小，实现对弹性减振垫板刚度特性的准确监测。

Description

一种监测弹性垫板刚度特性的装置和方法
技术领域
本发明弹性垫板监测领域，特别涉及一种监测弹性垫板刚度特性的装置和方法。
背景技术
弹性垫板是轨道结构中的重要部件，主要是利用橡胶材料的高弹特性，为轨道结构提供缓冲、减振、绝缘等功能，在降低轨道刚度、提高线路弹性、改善轮轨相互动力作用和降低动态效应方面起着重要的作用。特别是对于无砟轨道，钢轨支承弹性几乎完全受轨下弹性垫板刚度的支配。同时轨下弹性垫板刚度是钢轨整体刚度的重要组成部分，它对轨道各项动力参数的影响非常明显，为减少其对轨道各项动力参数的影响，减少对钢轨、部件的伤损及维修量，应重视研究轨下弹性垫板的刚度特性。
为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种监测弹性垫板刚度特性的装置和方法，以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种监测弹性垫板刚度特性的装置和方法，监测垫板在实际使用过程中的应力分布及大小，实现对弹性减振垫板刚度特性的准确监测。
为实现上述目的，本发明公开了一种监测弹性垫板刚度特性的装置和方法，所述装置包括：Zigbee网络传输***和耐高温应变片，耐高温应变片熔嵌于所述弹性垫板的斜锥内，并因弹性垫板受力变形发生相应的形变，进而产生电阻变化信号，通过Zigbee网络传输***将所述电阻变化信号传输到计算机中进行处理。
其中耐高温电阻应变片与所述Zigbee网络传输***的输入端连接，Zigbee网络传输***的输出端，通过无线网络与所述计算机的输入端连接。本方法将耐高温应变片熔嵌到弹性垫板中，采集垫板所受压力，然后将采集到的信号传输到计算机中进行处理，从而分析得出垫板的刚度。
其中，所述耐高温应变片选用中温电阻应变片或高温电阻应变片，使用温度范围均超过弹性垫板成形的温度。
其中，所述耐高温应变片基底材料选用酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、环氧玻璃纤维布等材质。
其中，所述耐高温应变片电阻材料可选用铜镍合金、卡玛合金、铁铬铝合金、铂钨合金中的任意一种。
其中，所述耐高温应变片粘合剂可选用酚醛类粘合剂、有机硅粘合剂等材料。
其中，所述耐高温应变片引出线可选用镀镍紫铜、包不锈钢紫铜、镀镍银、镀铬合金、镍等耐高温材质。
其中，所述耐高温应变片的引出线在垫板制作过程中预留在垫板的边侧，并进行防水、防腐蚀保护。
其中，所述方法在监测前，需确定耐高温应变片在所述弹性垫板内部的位置分布，所述电阻应变片按照所述位置分布，在垫板制作过程中熔嵌于其中。
其中，所述电阻应变片熔嵌于所述弹性垫板的斜锥内，通过应变片引出线与外部相连，并因弹性垫板受力变形发生相应的形变，进而产生电阻变化信号。
其中，所述刚度特性监测***的Zigbee网络传输***将所述电阻变化信号传输到计算机中进行处理，监测所述弹性垫板的受力大小，实现对垫板刚度特性的监测。
通过上述结构可知，本发明的监测弹性垫板刚度特性的装置和方法具有如下效果：
采用耐高温的电阻应变片熔嵌到弹性垫板的斜锥内，通过应变片采集垫板所受到的压力，然后将采集到的信号通过Zigbee网络传输***传输到计算机中进行处理，监测所述弹性垫板的受力大小，从而分析得出垫板的刚度。本发明通过特定结构的耐高温应变片和能实现多点测试的Zigbee网络传输***，监测垫板在实际使用过程中的应力分布及大小，实现对弹性垫板刚度特性的准确监测。
本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
图1显示了本发明的监测弹性垫板刚度特性装置的结构示意图。
附图标记：1、计算机；2、Zigbee网络传输***；3、耐高温应变片。
具体实施方式
为使本发明实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面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。
实施例1：
本发明提供了一种监测弹性垫板刚度特性的装置和方法，所述装置包括：计算机1、Zigbee网络传输***2、耐高温应变片3。其中耐高温应变片3的输出端与所述Zigbee网络传输***2的输入端连接，Zigbee网络传输***2的输出端，通过无线网络与所述计算机1的输入端连接。前端的耐高温应变片3熔嵌到弹性垫板4中，耐高温应变片3的引线在垫板制作过程中预留在垫板的边侧，并进行防水、防腐蚀保护，在实际测试时，前端耐高温电阻应变片3采集垫板所受压力。然后将采集到的信号通过Zigbee网络传输***2传输到计算机1中进行处理，从而分析得出垫板的刚度。
可选地，所述耐高温应变片3选用中温电阻应变片或高温电阻应变片。
可选地，所述耐高温应变片3基底材料选用酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、环氧玻璃纤维布等材质。
可选地，所述耐高温应变片3电阻材料可选用铜镍合金、卡玛合金、铁铬铝合金、铂钨合金中的任意一种。
可选地，所述耐高温应变片3粘合剂可选用酚醛类粘合剂、有机硅粘合剂等材料。
可选地，所述耐高温应变片3引出线可选用镀镍紫铜、包不锈钢紫铜、镀镍银、镀铬合金、镍等耐高温材质。
可选地，所述电阻应变片3熔嵌于所述弹性垫板的斜锥4内，并因弹性垫板受力变形发生相应的形变，进而产生电阻变化信号。
可选地，所述刚度特性监测***的Zigbee网络传输***2将所述电阻变化信号传输到计算机3中进行处理，从而监测所述弹性垫板的受力大小，实现对垫板刚度特性的监测。
需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的原则之内所有的任何修改、同等替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种监测弹性垫板刚度特性的装置，其特征在于，所述装置包括：Zigbee网络传输***和耐高温应变片，所述耐高温应变片熔嵌于所述弹性垫板的斜锥内，并因弹性垫板受力变形发生相应的形变，进而产生电阻变化信号，通过Zigbee网络传输***将所述电阻变化信号传输到计算机中进行处理。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温应变片选用中温电阻应变片或高温电阻应变片，使用温度范围均超过弹性垫板成形的温度。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温应变片的基底材料选用酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺或环氧玻璃纤维布。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温应变片的电阻材料选用铜镍合金、卡玛合金、铁铬铝合金、铂钨合金中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温应变片的粘合剂选用酚醛类粘合剂或有机硅粘合剂。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温应变片的引出线选用镀镍紫铜、包不锈钢紫铜、镀镍银、镀铬合金或镍的耐高温材质。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耐高温应变片的引出线在垫板制作过程中预留在垫板的边侧，并进行防水、防腐蚀保护。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在监测前，应确定所述耐高温应变片在弹性垫板内部的位置分布，按照所述位置分布，在垫板制作过程中熔嵌于其中。
9.根据权利要1所述的方法，其特征在于，所述电阻应变片熔嵌于所述弹性垫板的斜锥内，通过应变片引出线与外部相连，并因弹性垫板受力变形发生相应的形变，进而产生电阻变化信号。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刚度特性监测***的Zigbee网络传输***将所述电阻变化信号传输到计算机中进行处理，监测所述弹性垫板的受力大小，实现对垫板刚度特性的监测。
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