基于红外激光位移传感器轨距在线测量的研究

激光三角法测量是三维曲面非接触测量的主要方法之一。基于激光位移传感器三角法测量提出了一种用于铁路轨道几何参数在线检测的新型激光位移传感器。该传感器采用红外脉冲半导体激光器和四象限光电探测器,不仅避免了外界杂散光的影响,而且响应频率高,同时避免外界温度的干扰。经过理论分析和现场试验,证明该传感器的有效性和实用性。     

直线电机气隙在线检测系统设计与实现

为解决直线电机气隙人工检测中存在的检测效率低、检测数据不精准等问题,设计了一种基于激光位移传感器的气隙在线检测系统。该在线检测系统的硬件包括车轮轴位传感器、车号识别装置、可编程逻辑控制器、激光位移传感器等;系统的软件包括数据采集单元、数据处理单元和Web发布单元;系统完成后,进行了实际现场运行试验,结果证实系统的精准性和稳定性能够满足运营检修需求。     

激光位移传感器在轨道交通桥梁监测中的应用

位移监测是轨道交通桥梁监测的重要内容之一。为避免接触式位移传感器存在的精度低、易磨损、长期稳定性差等缺点,选用激光位移传感器用于桥梁梁体、支座位移和结构微裂缝的测量,并简要介绍激光位移传感器的工作原理、选型设计、现场安装方法、应用实例和运行维护经验。     

基于激光位移传感器的车轮踏面磨耗检测方法研究

针对当前城轨车辆车轮踏面磨耗人工检测劳动强度高、检测精度低的问题,提出一种基于激光位移传感器的车轮踏面磨耗检测方法。首先在轨道外侧安装一组激光位移传感器进行车轮踏面数据采集;其次结合标准轮对踏面轮廓数据,采用数据预处理、坐标旋转、数据融合等算法获取实际车轮踏面轮廓线;最后根据踏面磨耗几何关系获得车轮踏面磨耗值。通过踏面磨耗检测误差分析以及现场标准轮对实验和过车实验表明,所提方法检测精度为±0.2 mm,抗干扰能力强,能够满足踏面磨耗检测实际要求。     

基于双重匹配参数估计的钢轨动态轮廓校准方法

减轻运行过程中振动对车载钢轨轮廓检测系统的不利影响,获取实时准确的轮廓检测数据是钢轨维护工作面临的重要问题。在对比激光视像技术和激光位移技术轮廓检测原理异同的基础上,对更适合高速铁路检测精度需求的激光位移技术进行了系统研究,并利用二维激光位移传感器搭建了钢轨轮廓动态测量平台;针对位移技术在动态测量时一直未能有效解决的变形轮廓校正问题,指出传统视像技术的解决方法不能被机械地照用,并提出一种基于轨颚点与轨腰特征区域双重匹配的轮廓仿射变换参数估计方法,然后利用粒子群算法对变换参数进行迭代优化,实现钢轨变形轮廓校准,最后通过模拟振动实验验证了本方法的有效性。实验结果表明,本方法能较为准确地消除振动对测量数据的影响,为激光位移技术在钢轨轮廓高精度动态检测中的推广应用提供了新的思路和技术参考。     

城轨车辆轮对尺寸在线动态检测系统

提出了一种采用2D激光位移传感器的轮对尺寸在线检测系统。首先介绍了系统的结构,主要由磁钢、车号识别系统、2D激光位移传感器和工控机等组成,然后详细描述了斜入射激光三角法的工作原理,以及轮缘高、轮缘厚及轮径等轮对尺寸参数的测量原理,最后对系统进行了现场试验,试验结果表明该系统一致性优于人工测量,具有快速、准确且可靠等优点,满足轮对测量与维修的需求。     

位移传感器线性斜率对检定和调校轴承检测分机的影响

轴承检测分机的检定和调校与位移传感器线性斜率有一定关联,在实际工作中,轴承检测分机设置遵循厂家的调校方法,但是位移传感器却为厂家选配器件。结合实际工作中的检测数据,分析位移传感器线性斜率,指出过小的位移传感器线性斜率可能会导致轴承检测分机的检定和调校检工作指标超差。     

轮对几何参数动态测量系统

研制的轮对几何参数动态在线测量系统主要由触发系统、轨边测量系统和室内信号采集与处理系统3部分组成.采用4套平行四边形机构和对应的涡流位移传感器,低速条件下实现车轮踏面磨耗与擦伤深度的动态定量测量;采用双激光位移传感器,直接测量车轮滚动过程中踏面到对应激光传感器的距离变化,通过计算得到车轮踏面直径;采用6个激光位移传感器,并通过这些传感器的组合测量,动态得到轮缘厚、轮辋宽和轮对内测距等尺寸.经过现场安装测试,验证了测量方案的可行性,实现了对车轮直径、踏面圆周磨耗及擦伤、轮缘厚度、轮辋宽度和轮对内测距的动态测量.     

钢轨轨头断面激光检测系统的研制

分析了目前钢轨轨头断面轮廓测量方式存在的问题，提出了基于激光位移传感器轨头断面检测系统的设计思路，介绍了该系统机械装置、单片机电路、单片机软件和PC机管理软件的设计方法以及系统样机现场检测试验情况。     

基于激光位移传感器的城市轨道交通车辆轮对尺寸在线检测系统

车轮磨损是城市轨道交通日常运营的一大安全隐患。提出了一种基于2D激光位移传感器的列车轮对尺寸在线测量的新方法,阐明了该测量方法的系统构成及在线测量原理。系统由两组激光位移传感器和两组激光对射开关组成,通过激光位移传感器测量轮对外形轮廓线,然后根据踏面几何关系得到轮缘高、轮缘厚尺寸值;提取同一车轮通过该在线测量系统时传感器输出的各时刻轮缘顶点坐标,经时空还原将轮缘顶点变换到同一时刻的轮缘顶点圆上;通过最小二乘拟合圆得到车轮直径。现场试验结果表明,该轮对尺寸在线测量系统能满足轮对尺寸的现场实际测量要求,为轮对尺寸在线非接触式测量提供了一种新的解决方案。     

基于二维激光位移传感器和遗传算法的钢轨磨耗动态检测系统

介绍钢轨磨耗动态检测原理,提出基于二维激光位移传感器的钢轨磨耗动态检测方法。钢轨磨耗动态检测系统采用车载形式安装在检测车构架上,车辆走行过程中实时检测钢轨磨耗参数;在数据后处理中,利用遗传算法对轨腰和轨底之间的特征圆进行拟合,减小了由于车辆振动引入的拟合误差。钢轨磨耗动态检测系统已在国内地铁检测车中得到应用,检测精度满足用户要求。     

基于中点弦测法的车载式车轮不圆度测量

列车车轮不圆度是影响列车运行平稳性的重要因素，目前静态检测设备均需抬轮的准备工作，极大降低了检测效率，接触式传感器测量易发生损耗，导致测量发生误差，为提高检测效率以及避免检测误差，采用中点弦测法结合逆滤波器实现对车轮不圆度的车载式测量。检测时列车以低速运行，通过激光位移传感器实现非接触式测量，并同时利用3个激光位移传感器的具体位置关系和测量值得到弦测值作为逆滤波器的输入，构造逆滤波器的频率响应函数使一定波长范围内的不圆度数据得到还原，最后再构造低通滤波器以及进行离散傅里叶变换该车轮各个阶次多边形磨耗的粗糙度等级。通过实验测量数据验证，采用中点弦测法测得的车轮不圆度数据与真实不圆度数值的误差较小，可以实现车轮不圆度数据的车载式测量，各个阶次的粗糙度等级也可反映被测车轮目前的磨损状态。     

一种新的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统

针对地铁车辆轮对尺寸人工测量存在的工作量大且精度低等问题，介绍一种新的基于激光位移法的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统。文章描述系统结构组成，给出系统的硬件选型设计和软件模块设计，阐述采用激光位移传感器实现轮缘高、轮缘厚和轮径参数测量的原理。为了验证系统的可用性，进行了现场轮对试验与过车试验，并将测量结果与人工测量进行对比分析，结果表明，该检测系统具有测量准确、一致性好等优点，能够取代现有的人工测量，满足地铁轮对尺寸测量的要求。     

基于激光位移测量技术的货车轮对尺寸动态检测系统

阐述了PSD与基于激光三角原理的激光位移检测系统的工作原理,探讨了将PSD和激光位移测量技术运用于货车轮对尺寸动态检测的可行性,在此基础上介绍了轮对尺寸动态检测系统的构成、功能模块、自标定技术及网络接口等内容。     

路基沉降远程自动监测系统的研发

研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用激光测量和自动标定技术实现;路基分层沉降与横向位移同时自动测量采用霍尔传感器、激光测距和倾角传感器实现;路基横向剖面沉降自动测量采用主、从电机带动倾角传感器实现。监测系统经实验室验证及工程化设计,在京沪高铁济南西站现场实验,实现了对路基整体沉降、局部沉降、截面内不同层沉降的长期、全面、远程自动监测。     

清筛机污土输送装置防碰撞系统研究

清筛机施工作业过程中经常碰撞线路两侧电气化设备,会造成严重铁路安全事故,研究一种智能化清筛机污土输送装置防碰撞系统来消除这一安全隐患。系统采用激光位移传感器作为非接触性检测手段,提出先检测障碍物,结合检测的障碍物信息进行施工防碰撞方案的制定。系统可靠性高、人机结合性好、检测速度快。     

移动式动态线路加载车跟随系统的设计与实现

移动式动态线路加载车通过曲线时,如不主动控制,安装在仪器车车底的刚度检测架与轨道之间会有偏移,当曲线半径很小时,刚度检测架上的激光位移传感器就会超出量程,造成曲线地段轨道刚度无法测量。为此,设计了刚度检测架跟随系统。本文介绍了跟随系统的机械结构设计和运动控制软硬件设计。目前该系统已成功应用到移动式动态线路加载车上。     

铁路轨道不平顺的一种检测方法

轨道的不平顺状态对机车车辆的安全行驶有重要的影响。介绍利用高精度位移传感器、里程传感器检测轨道高低、水平不平顺,利用倾角传感器检测轨道三角坑的一种方法。该办法是在手推小车上安装高精度位移传感器、倾角传感器、里程传感器等传感器,把采集到的数据进行处理直接得到高精度的轨道高低不平顺、水平不平顺和三角坑,为铁路工务部门维修线路提供技术依据。     

车辆轮对状态在线检测系统研究

介绍了轮对状态在线检测系统.其采用CCD(电荷耦合器件)摄像机获取激光照射在踏面上的图像,通过图像识别、特征提取、数据处理等,获取轮缘高度、轮缘厚度、轮对内侧距;采用激光位移传感器测量轮辋宽度、轮对直径;采用电磁超声探伤技术对轮对踏面及近表面缺陷进行探测,具有准确、实时、快速等特点,可满足车辆段修现场使用要求.     

磁浮列车模块的机械耦合分析

在EMS型磁浮列车模块结构中,由于位移传感器与电磁力等效作用点偏移一定距离,传感器检测的位移信号并不是所要控制的电磁铁位移值,传感器信号之间具有耦合关系。本文对这种耦合关系进行了定性和定量分析,以青城山示范线磁浮车为例,计算和分析了不同情况下的耦合强度,提出了降低耦合的方法,为控制系统的设计提供了依据。