[发明专利]一种计轴用轮轨耦合垂向力检测装置及计轴方法

权利要求书

1.一种计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，包括：底板、两个紧固部件、光纤光栅传感器；

所述光纤光栅传感器至少包括两个应力检测光纤光栅传感器，分别为第一应力检测光纤光栅传感器和第二应力检测光纤光栅传感器；

两个紧固部件，用于分别设置在底板两端，以将底板贴合固定在钢轨底面下；

所述第一应力检测光纤光栅传感器和所述第二应力检测光纤光栅传感器间隔一定距离设置在底板上，用于检测车轮经过时钢轨的轮轨耦合垂向力；

所述计轴用轮轨耦合垂向力检测装置用于根据每个应力检测光纤光栅传感器的波长差值变化确定该应力检测光纤光栅传感器的状态:

若波长差值从低于第一阈值上升达到第一阈值，则该应力检测光纤光栅传感器的状态变为列车进入敏感区域的第一状态；

若波长差值从高于第一阈值下降达到第二阈值，则该应力检测光纤光栅传感器的状态变为列车离开敏感区域的第二状态；

第一阈值大于第二阈值；

所述计轴用轮轨耦合垂向力检测装置用于根据两个应力检测光纤光栅传感器的在相同时刻的状态确定该时刻下轮轨耦合垂向力检测装置的状态组合；

所述计轴用轮轨耦合垂向力检测装置用于根据依次出现的多个状态组合确定状态时序；

所述计轴用轮轨耦合垂向力检测装置用于根据状态时序进行计轴；

所述间隔距离通过以下公式确定：

其中，L表示所述间隔距离，N为光栅波长采样点间隔点数，v为轨道限速，f为光栅信号解调频率。

2.根据权利要求1所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，

所述第一应力检测光纤光栅传感器和所述第二应力检测光纤光栅传感器的固定方向与底板长轴平行或重合。

3.根据权利要求2所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，

所述第一应力检测光纤光栅传感器和所述第二应力检测光纤光栅传感器的间隔距离根据光栅信号解调频率、光栅波长采样点间隔点数和轨道限速确定。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，每个紧固部件包括：

第一夹块和第二夹块；

所述第一夹块和所述第二夹块上分别设置有相配合的销轴孔，用于通过销轴连接第一夹块和第二夹块，并用螺母紧固。

5.根据权利要求4所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，

所述第一夹块包括第一夹块头和长条形延伸部；

所述第二夹块包括第二夹块头；

所述销轴孔分别设置在第一夹块头和第二夹块头上；

第二夹块用于将第一夹块的延伸部压紧在钢轨底部。

6.根据权利要求5所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，第一夹块和第二夹块分别设置有楔形卡口，用于卡合在钢轨边缘。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，还包括：温度补偿光纤光栅传感器，

所述温度补偿光纤光栅传感器以与第一应力检测光纤光栅传感器垂直的方向固定在所述底板上；

或者，所述温度补偿光纤光栅传感器仅一端固定在所述底板上。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，

在底板上两个应力检测光纤光栅传感器之间设置有应力干涉防护部，用于避免两个应力检测光纤光栅传感器之间的应力干涉。

9.根据权利要求8所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，

所述应力干涉防护部为设置在底板上的通孔或凹陷部。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的计轴用轮轨耦合垂向力检测装置,其特征在于，还包括：盖板，

所述底板中央区域形成凹槽，用于容纳所述光纤光栅传感器；

所述盖板用于与凹槽配合，密封设置在所述凹槽中的光纤光栅传感器。