新型便携式轨道机车车辆动态称重仪关键技术研究

　　轨道衡是对铁路车辆及其装载货物重量进行检测的计量设备,按测量方式可分为静态与动态轨道衡两类,静态轨道衡计量精度较高,但计量速度受到限制.动态轨道衡测量效率较高,但动态轨道衡的精度较差.现在使用的动态轨道衡有的需要在专用线路上修建混凝土道床和基坑、动态引道基础以及机械测量台面等,有的需要截取一段钢轨作为称重轨,并在称重轨上加装称重传感器,称重轨和引轨采用鱼尾板或焊接方式连接,上述动态轨道衡均需在指定场所对道床、钢轨及轨枕进行改动.

　　为了提高测试效率,一种新型便携式轨道机车车辆动态称重仪已研制出来,该动态称重仪不需对既有线路进行任何改动,只要将称重传感器安装在专用的称重传感器安装装置上,然后将它们固定在轨道上,利用机车车辆通过时车轮轮缘与称重传感器的接触将机车车辆的轮重测试出来,由此得到各轴的轴重,进而得到机车车辆的重量和装载货物的偏载情况.在国外有和这种新型便携式轨道机车车辆动态称重仪相似的产品,但造价昂贵,且使用不便.新型便携式轨道机车车辆动态称重仪已获得国家实用新型专利,专利号是2004201503781.

　　新型便携式轨道机车车辆动态称重仪研制中解决了一些关键问题.第一个是在运用中需对机车车辆的空、重车重量均进行测量,而且称重传感器受到的冲击大,故要求称重传感器具有大量程、高精度和抗冲击能力;第二个是为了提高效率要求机车车辆在一定的速度下通过测试装置,由此在信号中将产生一定的干扰噪声,故要求对信号进行相应的处理以获得真实的测量值;第三个是运用中要适用于各种类型的轨道,故要求在安装称重传感器时需专用的安装装置.

　　1　称重传感器的设计

　　称重传感器在使用中要求具有大量程、高精度和抗冲击能力,故在称重传感器的设计中需考虑上述问题.由于应变式力传感器技术成熟可靠性高,在工程领域使用较多,在这里选用的是应变式力传感器,它是利用弹性敏感元件将被测载荷转换为应变量的变化,通过在弹性敏感元件上粘贴的电阻式应变计将应变量的变化转换为电阻变化.它可适应从小到大测量范围的动态测量需要,而且测量精度很高.在选择称重传感器的量程时,因为铁路货车空、重车轮重变化大,故在量程设计时以铁路货车为基准.目前铁路通用货车空车的轮重为3 t左右,而重车的轮重为12 t左右,考虑到铁路货车的重载发展趋势,选取称重传感器的量程为20 ,t则可测量的轮重为20 ,t也就是满足轴重为40 t机车车辆的测量.为了获得良好的系统测试精度,应优先选择高精度称重传感器.由于新型便携式轨道机车车辆动态称重仪的称重传感器是专门为新型动态称重仪特制的,在满足安装、测试要求的情况下,尽量提高称重传感器的精度,在此选取的称重传感器的误差为小于0·2%.