激光传感器在铁路工业中的应用

  一、概述:

  安装于轨道边的OPTIMESS激光位移传感器,可在高速度下测量铁道内侧机车车轮的位置。靠近测点同一条线上的数个传感器,采集所测的机车车轮运行状况信息,并在测点内优化,同时测量铁轨和轮子的位置,以记录车轮装置的运行状态。其它研发应用有:铁轨的位移测量,车箱耦合测量、车辆倾斜度测量和联接线路位置探测。

  二、生产

  由于不平坦的起伏表面,轨道需要重新打磨,打磨要求去除钢轨上凸硬部分还要降低成本。一个大型钢轨制造企业多年应用无接触测量系统,在线激光测量轨道表面并将最大和最小值数据采集在软件中,并与摸似手工测量长期比较,结果表明两种测量方法结果最大偏差仅为0.05毫米。另外,轨道表面90O方向不平坦测量系统已通过试验,并得到许多知名铁路公司的批准。

  三、接触线测量

  接触线(车顶)位置和高度的准确测量对接触网的监控和安装非常重要。恰当的无接触的接触线测量系统已经为韩国高速铁路公司(KHRC)和英国OLE联盟所采用。激光三角扫描仪在运行中在线测量接触线的高度和侧面位置,另外5个激光传感器安装于车箱上,用于测量车箱的倾斜度、侧面位移和轨道间距,所有的这些数据都可以图形显示,这套测量系统几乎可在任何环境下操作(下雨、高温或结霜天气)

  四、轨道外形测量

  为了对铁轨顶面磨损状况分级并且对必要的维修工作进行估价,测量车在每侧轨道上方安装5-7个激光传感器,以每小时80英里速度运行,每隔20cm记录测量数据,并与中心计算机储存的标准数据对比,计算机依据给定的偏差值进行分类,并与此测量值迭生的检测车位移数据一并记录存挡在计算机中。

  五、轨道叉道段测量

  为了对轨道外形进行必要的打磨,在打磨前中后,外形均需监控。为此,采用OPTIMESS沿轨道横截方向进行点测,或者采用激光扫描装置:测量点沿轨道横向的外形进行扫描检测,此轨道段外形与储存于计算机标准外形对比分析,相应地可调整打磨参数。

  六、车轮外形测量

  无接触测量车轮外形,可以快捷准确地无直接接触测量车轮组参数。一个激光传感器沿着车轮外形作线性运动并记录表面数据,计算机通过记录扫描运行距离和激光距离数值得出车轮表面外形数据,以及特征变化参数,例如车轮轮缘厚度、高度、宽度,方位及车轮规格尺寸。并且,通过与德国铁路公司合作开发,此系统同时应用于电车轨道和地铁轨道测量,向前向后运动并直接集成于同一车轮装备。另外,还作为一款车间移动激光——车轮外形测量系统。

  七、车轮组测量系统

  上述只是车轮外形变化的应用测量,那么在驱动装置上的2轴或3轴方向应用多个传感器几乎可以检测所有参数,比如车轮外形、碰撞、闸盘、平滑度等等,只要输入车轮识别码,所有的被测量参数将自动采集。激光传感器在尺寸、测量距离和测量范围的灵活性,也允许对现有的接触测量装置进行转型或更新。
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