[发明专利]一种基于磁栅测量的道岔动作全过程监测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于磁栅测量的道岔动作全过程监测方法及装置，相关方法包括：在主副表示杆以及摩擦联结器上分别安装双磁栅尺，在每一双磁栅尺设定距离内设置磁传感器组；双磁栅尺包含两条磁极数目不同的磁栅尺，每一条磁栅尺上均为且交替设有多个N磁极与S磁极；在道岔动作时，通过相应的磁传感器组各自读取主副表示杆上对应双磁栅尺中两条磁极的数量，并通过两条磁极的数量差值确定主副表示杆各自的绝对位置，进而得到主副表示杆的相对位置；同样的摩擦联结器上磁传感器组与双磁栅尺，测量出转动前后的绝对位置，得到转动后的相对距离，进而确定摩擦阻力。上述方案能够准确掌握道岔缺口和摩擦阻力，能够实现预测修，并延长转辙机的使用寿命。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于磁栅测量的道岔动作全过程监测方法及装置。

背景技术

随着我国路网规模的不断扩大，在给人们出行带来便利的同时，也给铁路运输安全带来了更大的压力。转辙机是改变道岔开通方向，进而改变行车径路的重要的信号基础设备，因其转换频繁，也是故障高发设备，是铁路重点维护对象。目前，一般采用道岔缺口监测设备和信号集中监测设备实时监测转辙机工作过程，通过在天窗时间，加阻力块的方式来测量转辙机的摩擦电流，摩擦电流间接反映出摩擦联结器的转动摩擦力。

目前，很多铁路线路上都装备了道岔缺口监测、信号集中监测设备。

1、道岔缺口监测设备。

道岔缺口监测设备主要是监视道岔尖轨与基本轨的密贴度(要求不大于4mm)，采用的主要技术手段为在转辙机里加装摄像头，通过图像识别来测量表示杆道岔缺口位置。

主要存在以下问题：

(1)透镜：道岔缺口标称精度为±0.1mm，摄像镜头组由透镜组成，存在曲率，使视频像素点之间的距离呈非线性特点，不同摄像头之间的透镜也无法保证一致，很难人为调整保证精度一致，影响测量精度。

(2)被测物：被测物表面平坦度、干净程度及环境的温湿度直接测量精度。

(3)照度：摄像头为光学器件，对光极其敏感，在不同的光照强明下，直接影响精度。

(4)镜头的维护：由于转辙机内部既有灰尘又有油气，时间一长难免有污垢，在狭窄空间维护困难，影响测量精度。

(5)主、副表示杆相对位移：表示杆上的2个缺口分别在不同的表示杆上，它们之间的相对移动，表明道岔行程发生变化，或定位或反位道岔不能密贴，道岔缺口监测设备不能监测出这种相对位移，存在局部监测不足问题。

(6)数据量：监测测量的精度越高，要求CPU处理的数据能力越强、越复杂，产生的数据量越大，软硬件开销成本越高，同时通信的负担越重，采用视频方式，数据量大，影响道岔缺口监测设备的稳定工作。

2、信号集中监测设备。

信号集中监测设备主要是测量转辙机转换时的道岔动作电流、功率等等参数。转辙机的摩擦电流在转辙机正常转换过程中是监测不到的，需要靠人工加阻力块的方式来测量，在日常天窗检修时，在道岔尖轨和基本轨之间放置一个阻力块，使道岔不能密贴，从而测出其摩擦电流，通过摩擦电流间接反映出摩擦联结器转动摩擦力，通过调节摩擦联结器与电机变速器连接部位螺丝的松紧来调整摩擦力的大小。初始标定时需要通过特殊阻力块上的传感器压力值，来校准电机阻力电流值，通过标定的电流值反映摩擦力，达到调节的目的。热胀冷缩效应导致摩擦联结器摩擦带的松紧变化较大，摩擦故障电流亦相应随之改变。根据这一规律，每当季节变化时，都需要对摩擦电流重新进行调整。规律性调整是人为可控的，但是电动转辙机实际动作过程中，由于外部温差变化，内部摩擦带机械运转产生动摩擦系数、电机有用功率转换以及其表面是否清洁等各种因素，都会改变摩擦力电流，此方法产生故障隐患与危害都是不可控的。另外，摩擦阻力测量只能相隔很长时间测量一次，不能真实反映摩擦阻力的情况，只能近似于故障修，不能做到预测修。