《可监测裂纹和变形的钢轨.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可监测裂纹和变形的钢轨.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102121213A43申请公布日20110713CN102121213ACN102121213A21申请号201010611577822申请日20101228E01B5/02200601B61K9/08200601B61K9/1020060171申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号72发明人张文涛孙宝臣杜彦良李芳刘育梁74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人周国城54发明名称可监测裂纹和变形的钢轨57摘要本发明公开了一种可监测裂纹和变形的钢轨，该可监测裂纹和变形的钢轨包括钢轨10，用于作为轨道列车行驶的轨道；安装于钢轨。
2、10底部的至少一根光纤20，用于感受钢轨10的变形和裂纹情况；以及解调设备30，用于监测钢轨10的变形和裂纹情况。利用本发明，解决了钢轨变形和裂纹实时自动检测、信号长距离传输的问题。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN102121220A1/1页21一种可监测裂纹和变形的钢轨，其特征在于，该可监测裂纹和变形的钢轨包括钢轨10，用于作为轨道列车行驶的轨道；安装于钢轨10底部的至少一根光纤20，用于感受钢轨10的变形和裂纹情况；以及解调设备30，用于监测钢轨10的变形和裂纹情况。2根据权利要求1所述的可监测裂纹和变形的钢轨，其特征在于，。
3、所述钢轨10的底部进一步开有沿钢轨10纵向的凹槽11，用于布设光纤20。3根据权利要求1所述的可监测裂纹和变形的钢轨，其特征在于，所述光纤20上进一步通过相位掩模法写入光纤光栅，用于感受钢轨10温度的变化。4根据权利要求1所述的可监测裂纹和变形的钢轨，其特征在于，所述解调设备30是基于光纤布里渊散射的时域分析仪或时域反射计，根据光纤中的布里渊散射波长的变化来监测光纤感受到的应变或温度。权利要求书CN102121213ACN102121220A1/3页3可监测裂纹和变形的钢轨技术领域0001本发明涉及铁路交通技术领域，尤其涉及一种钢轨用新型的可监测裂纹和变形的钢轨。背景技术0002随着铁路运量的。
4、不断增加，钢轨的磨耗日益严重。钢轨的磨损可导致轨道的变形加剧甚至发生断轨现象。世界各国对钢轨的磨耗和变形都有严格的控制。0003但是目前缺少一种有效的方法实时监测钢轨的变形状态并捕获钢轨裂纹的发生。发明专利012249416公开了一种钢轨动态变形测量装置，其技术方案是采用在钢轨上安装两个支座并在支座之间安装位移传感器，通过位移传感器检测支座之间的位移而得出钢轨的变形。该技术方案可以监测钢轨变形的距离短，无法实现长距离、分布式的监测，从而无法判断断轨发生的位置。专利申请2008100435101“一种钢轨裂纹地面在线监测装置及其地面在线监测方法”公开了一种在地面安装的在线监测装置，其技术方案是通。
5、过在轨道下方和轨道旁边分别安装传感器组来实现对钢轨的监测。该方案需要安装大量的传感器，施工难度大，同样无法对长距离线路实现实时监测。并且，上述两种技术方案均采用电学传感器，在电气化铁路段受到电磁干扰严重，信号无法远距离传输。0004因此，本发明提出一种可监测裂纹和变形的钢轨，利用光纤可以长距离传输、传感与传输一体化的特点，将其用于钢轨变形和裂纹的监测。这是保障铁路线路正常运营，实现钢轨变形和裂纹实时、自动检测所必须解决的关键技术问题。发明内容0005一要解决的技术问题0006有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可监测裂纹和变形的钢轨，以解决钢轨变形和裂纹实时自动检测、信号长距离传输的问题。0。
6、007二技术方案0008为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的0009一种可监测裂纹和变形的钢轨，该可监测裂纹和变形的钢轨包括0010钢轨10，用于作为轨道列车行驶的轨道；0011安装于钢轨10底部的至少一根光纤20，用于感受钢轨10的变形和裂纹情况；以及0012解调设备30，用于监测钢轨10的变形和裂纹情况。0013上述方案中，所述钢轨10的底部进一步开有沿钢轨10纵向的凹槽11，用于布设光纤20。0014上述方案中，所述光纤20上进一步通过相位掩模法写入光纤光栅，用于感受钢轨10温度的变化。0015上述方案中，所述解调设备30是基于光纤布里渊散射的时域分析仪或时域反射说明书CN102。
7、121213ACN102121220A2/3页4计，根据光纤中的布里渊散射波长的变化来监测光纤感受到的应变或温度。0016三有益效果0017从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果00181、本发明提供的这种可监测裂纹和变形的钢轨，通过复合光纤实现了钢轨变形和裂纹实时自动检测。00192、本发明提供的这种可监测裂纹和变形的钢轨，通过复合光纤实现了钢轨变形和裂纹的分布式检测。00203、本发明提供的这种可监测裂纹和变形的钢轨，通过复合光纤解决了信号的抗电磁干扰问题，是监测信号可远距离传输。00214、本发明提供的这种可监测裂纹和变形的钢轨，工艺简单、施工方便。附图说明0022图1为本发明提。
8、供的可监测裂纹和变形的钢轨的示意图。0023图2为依照本发明第一实施例提供的可监测裂纹和变形的钢轨的断面剖视图。0024图3为依照本发明第二实施例提供的可监测裂纹和变形的钢轨的断面剖视图。具体实施方式0025为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。0026如图1和图2所示，图1为本发明提供的可监测裂纹和变形的钢轨的示意图，图2为依照本发明第一实施例提供的可监测裂纹和变形的钢轨的断面剖视图。0027该可监测裂纹和变形的钢轨包括钢轨10，用于作为轨道列车行驶的轨道并安放光纤20；安装于钢轨10底部的至少一根光纤20，用于感受钢轨10的变。
9、形和裂纹情况；解调设备30，用于监测钢轨10的变形和裂纹情况。解调设备30可以是基于光纤布里渊散射的时域分析仪或时域反射计，根据光纤中的布里渊散射波长的变化来监测光纤感受到的应变或温度。0028钢轨10的底部可以进一步开有沿钢轨10纵向的凹槽11，用于布设光纤20。光纤20上可以进一步通过相位掩模法写入光纤光栅，用于感受钢轨10温度的变化。此时解调设备30可解调出光纤光栅输出光信息随温度变化的情况，从而实现温度的监测并对光纤20所监测的应变进行温度补偿。0029如图1和图3所示，图1为本发明提供的可监测裂纹和变形的钢轨的示意图，图3为依照本发明第二实施例提供的可监测裂纹和变形的钢轨的断面剖视图。
10、。0030该可监测裂纹和变形的钢轨包括钢轨10，用于作为轨道列车行驶的轨道并安放光纤20；安装于钢轨10底部的至少一根光纤20，用于感受钢轨10的变形和裂纹情况；解调设备30，用于监测钢轨10的变形和裂纹情况。解调设备30可以是基于光纤布里渊散射的时域分析仪或时域反射计，根据光纤中的布里渊散射波长的变化来监测光纤感受到的应变或温度。0031钢轨10的底部可以进一步开有沿钢轨10纵向的凹槽11，用于布设光纤20。与实施方式一不同的是，凹槽11可以不止一条，除用于感受裂纹和变形的光纤20外，在其它凹说明书CN102121213ACN102121220A3/3页5槽11中可以进一步布设测温光纤21，用于进行温度监测和补偿。0032需要说明的是，光纤20的安装位置不局限于钢轨10的底部，亦可安装在轨头的下部或其他适宜的位置。0033以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN102121213ACN102121220A1/1页6图1图2图3说明书附图CN102121213A。