[发明专利]一种重力势能冲击式加速度发生装置

说明书

技术领域

本发明属于铁路安全检测技术领域，涉及一种重力势能冲击式加速度发生装置，特别针对用于判断无缝高速铁路上的加速度传感器夹具安装是否正确及安装在无缝高速铁路上的加速度传感器工作是否正常。

背景技术

经过几年的快速发展，我国已成为世界上高速铁路运营里程最长，运营速度最高，在建规模最大的国家，对高速铁路的维护和监测成为必须面对的课题。钢轨是高速铁路中最基本的安全构件，由于高速列车的长期高速运行给钢轨造成很大的冲击，钢轨容易产生像剥离、波纹面、裂纹等损伤，同时无缝线路长轨条受到钢轨接头阻力、扣件阻力和道床阻力的约束，当轨温发生变化时，在长轨条中就会产生纵向温度力。轨温下降时，在钢轨中产生轴向拉力；当气温较低，尤其在寒冷地区的冬季季节，钢轨中纵向温度拉力较大，在钢轨的焊缝、裂纹等薄弱处因无法承受较大的纵向温度拉力可能发生钢轨断裂，进而造成列车脱轨，严重威胁到乘客的生命安全。

为避免这类问题导致的事故发生，对钢轨进行实时全天监测以及时发现钢轨出现的问题成为十分必要，其中一种有效措施是通过实时采集监控钢轨的动静态数据进行分析，从而判断钢轨是否有胀轨危险或有裂纹产生。钢轨的动态数据主要包括加速度和动态应变，加速度信号是通过把加速度传感器集成到安装在钢轨上的夹具上，实时采集高速列车通过时的加速度信号，并通过无线传感器网络节点传输到网关，再由网关将数据通过3G网络传送到实验室数据库。由于高速铁路上工况十分恶劣，除自然环境外，无缝线路上还存在高压，强电磁干扰等，容易给无线传感器网络节点及加速度传感器造成极大的危害甚至导致失效。采集传输设备实际实验过程中，在同一侧钢轨相邻跨安装加速度采集设备一和加速度采集设备二或同一轨道板两股钢轨正对立位置安装加速度采集设备一和加速度采集设备二，同一辆高速列车经过时，加速度采集设备一和加速度采集设备二采集到的加速度值大小相差较大时，现场很难及时判断是无线传感器网络节点问题还是加速度传感器出现故障，甚至无法判断是加速度采集系统一采集到的加速度值不正确还是加速度采集系统二采集到的加速度值不正确或者两个加速度采集系统均不正确，从而给维修带来极大困难。其次，当加速度传感器夹具现场安装完成后，无法判断加速度传感器夹具是否安装正确，可能由于夹具的安装不正确造成采集到的加速度值偏大或偏小，给实验带来一定的不确定性。

目前，国内外还没有相关可行的方法及装置用于判断无缝高速铁上的加速度传感器夹具安装是否正确及安装在无缝高速铁路上的加速度传感器工作是否正常。对于判断加速度传感器工作是否正常，研究过程中目前常用的方法就是将无线传感器网络节点及加速度传感器夹具一同拆除更换新的无线传感器网络节点及加速度传感器夹具或将其中一部分拆除更换，或将两整套设备的一部分交换来对比排除查找故障，这种方法工作量大，且实验周期长，实验成本非常高；对于安装后加速度传感器夹具是否安装好则无法判断。为了探寻一种更加有效的，能缩短实验时间，降低试验成本，在实验现场排除及找出故障的试验方法及装置显得尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺陷，发明了一种重力势能冲击式加速度发生装置，该装置采用磁座控制金属球的自由下落，能有效的控制金属球的撞击位置，比电磁吸盘简单，不需要供电设备且携带方便。利用本装置可以方便快捷的得到一个大小相对比较稳定的冲击加速度，将该加速度作用到被测带加速度传感器的夹具上，通过夹具上的被测加速度传感器采集该加速度值，即可测试该夹具上的加速度传感器工作是否正常。该装置结构简单，使用方便且便于携带，易于高速铁路现场测试，帮助现场快速找出故障。

本发明采用的技术方案是一种重力势能冲击式加速度发生装置，其特征在于：该装置由加速度发生装置本体和强磁吸砣机构组成；在加速度发生装置本体中，有龙门型的加载台7，铝管6下端通过螺纹连接安装在龙门型加载台7的顶部，磁座（3）吸住金属球（5）并安放在铝管（6）的上端，，磁座3的侧面安装有控制开关4；右刚性卡口8和左刚性卡口9分别安装在龙门型加载台7的下端，用四个紧固螺母10锁紧在龙门型加载台7上；龙门型加载台7分别由右刚性卡口8和左刚性卡口9固定连接在右夹具块12和左夹具块13上；细线绳1系在强力磁砣2上，构成强磁吸砣机构。

本发明具有以下明显效果：利用该装置可以方便快捷的判断加速度传感器夹具安装是否正确及安装在无缝高速铁路上的加速度传感器工作是否正常，当判定安装在无缝高速铁路上的加速度传感器工作正常时，还可进一步判断加速度采集节点是否正常。该装置携带方便，使用简单，不需要外部供电，可以实现准确、快速、低成本的现场故障查找。