本发明专利技术提供用于铁路设备的位移检测系统和位移检测方法，包括光电发射接收装置和至少一个反射装置，光电发射接收装置包括主控单元、激光器、位置敏感元件，反射装置、激光器和位置敏感元件的数量相等且每个反射装置对应一个激光器和一个位置敏感元件，激光器配置成使其发射激光能够照射到其所对应的反射装置上，位置敏感元件被安装成能够接收其所对应的反射装置反射的激光，主控电路配置成控制激光器的发射且接收来自位置敏感元件的位移信号且对位移信号进行处理以产生反射装置相对于光电发射接收装置的位移检测结果；反射装置，由直角棱镜构成且安装成使其斜边沿待检测位移的方向。本发明专利技术简化测量过程，缩短监测周期，实现实时监测，减小误差。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁路设备安全领域，具体地涉及线路位移监测，尤其涉及一种。
技术介绍
轨道交通的运营安全对线路服役状态要求较高。线路发生位移将对列车运行安全造成较大威胁。而高速铁路线路在运营过程中受列车运行和自然因素的影响，容易出现位移和变形的情况，例如，路基沉降、高寒地区线路冻胀、轨道板位移等。由于我国高速铁路多采用无砟轨道，因此线路出现变形时，只能通过扣件进行调整，调整范围十分有限。当线路的位移和变形较大时，将严重危害列车的运行安全，因此有必要对线路的位移和变形进行监测。对于城市轨道交通线路，由于地铁隧道结构狭长，刚性较低，埋层较浅，且长期承载地铁列车高速运行，极易发生沉降并引起隧道的局部变形。因此地铁隧道沉降影响列车的运行安全，必须对沉降进行有效监测。目前高速铁路线路位移和变形的研究主要集中在路基沉降的监测。传统的监测方法通常是在线路设置观测粧，利用全站仪对观测粧的位置进行测量，并以CP III精确控制网为基准计算线路的沉降量。该方法测量精度较高，但是测量实施工作量大，过程较为复杂，监测周期通常较长，难以实现实时监测。为了在第一时间发现问题，必须对线路位移进行实时监测。路基沉降只是造成线路位移的一个因素，在列车长期高速运行的作用下，轨道板会出现横向和纵向的塑性形变和位移。当位移量较大时也会影响列车的运营安全。目前还没有专门针对轨道板位移的在线监测系统。对于地铁线路，现有地铁隧道沉降检测主要是通过在线路道床的两轨之间设置监测点，一般每隔50?60m设置I个点，在地质条件差或地下水丰富的区段需加密。在区间两侧通过水准仪测量监测点的沉降情况。隧道沉降监测点数量较多，隧道内光线暗，测点多，折光大，因此传统测量方法测量沉降较为费时费力，测量误差也较大，测量周期较长，难以实现自动测量，不利于分析隧道的沉降情况。因此，现有技术中存在的问题包括:测量实施工作量大，过程较为复杂，监测周期通常较长，难以实现实时监测，测量误差也较大，以实现自动测量，不利于分析隧道的沉降情况。
技术实现思路
为了解决现有技术中的一个或多个问题，提出了本专利技术。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于铁路设备的位移检测系统，该系统包括光电发射接收装置和至少一个反射装置，所述光电发射接收装置包括主控单元、至少一个激光器、至少一个位置敏感元件，其中，所述至少一个反射装置、所述至少一个激光器和所述至少一个位置敏感元件的数量相等且每个反射装置对应一个激光器和一个位置敏感元件，所述激光器配置成使其发射的激光能够照射到其所对应的所述反射装置上，所述位置敏感元件被安装成能够接收其所对应的所述反射装置反射的激光，所述主控电路配置成控制所述激光器的发射且接收来自所述位置敏感元件的位移信号且对所述位移信号进行处理以产生所述反射装置相对于所述光电发射接收装置的位移检测结果；所述反射装置，由直角棱镜构成，所述反射装置安装成使其斜边沿待检测位移所在的方向。进一步地，所述位移检测系统用于检测铁路的底座板，在所述底座板上竖直地安装有底座板立柱，所述反射装置安装在所述底座板立柱上。进一步地，所述光电发射接收装置安装在基准立柱上，所述基准立柱固定到地基上且固定的深度足以使得所述基准立柱不发生位移。进一步地，所述位移检测系统用于检测所述底座板的沿竖直方向和沿铁路铁轨延伸方向的位移，其中，所述位移检测系统包括第一反射装置和第二反射装置以及所述第一反射装置所对应的第一激光器和第一位置敏感元件和所述第二反射装置所对应的第二激光器和第二位置敏感元件，其中，所述第一反射装置安装成使其斜边沿所述竖直方向，所述第二反射装置安装成使其斜边沿所述铁轨延伸方向。进一步地，所述光电发射接收装置通过带有刻度的位移台而安装在所述基准立柱上，所述光电发射接收装置能够相对于所述基准立柱而沿待测量位移的方向移动。进一步地，所述反射装置与所述底座板立柱之间通过万向云台进行连接，所述万向云台能够调整所述反射装置的姿态。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于铁路设备的位移检测系统，该系统包括N个光电发射接收装置Al?AN以及N个反射装置BI?BN，每个所述光电发射接收装置包括激光器、位置敏感元件和主控单元，其中:第一个光电发射接收装置Al安装在站台上作为基准点，沿铁路铁轨延伸方向间隔设置N个测量点Tl?TN，所述光电发射接收装置A2?AN分别安装在所述测量点Tl?TN-1处，所述反射装置BI?BN分别安装在所述测量点Tl?TN处，其中，1〈 = i〈 = N，第i个光电发射接收装置Ai的激光器配置成使其发射的激光照射到第i的反射装置Bi上，所述第i个光电发射接收装置Ai的位置敏感元件被安装成能够接收所述反射装置Bi反射的激光，所述第i个光电发射接收装置Ai的主控电路配置成控制其激光器的发射且接收来自其位置敏感元件的位移信号且对所述位移信号进行处理以产生第i测量点Ti相对于所述光电发射接收装置Ai所在测量点的位移的检测结果；所述反射装置，由直角棱镜构成，所述反射装置安装成使其斜边沿待检测位移方向。进一步地，所述位移检测系统用于检测铁路沿线的底座板，第I?N个光电发射接收装置Al?N安装在所述底座板上；或者所述位移检测系统用于检测铁路沿线的隧道，第I?N个光电发射接收装置Al?N安装在隧道壁上。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于铁路设备的位移检测方法，其特征在于，包括以下步骤:S1:安装直角棱镜构成的至少一个反射装置，使每个反射装置的斜边沿待检测位移所在的方向设置；S2:配置光电发射接收装置，所述光电发射接收装置包括主控单元、至少一个激光器、至少一个位置敏感元件，其中，所述至少一个反射装置、所述至少一个激光器和所述至少一个位置敏感元件设置成数量相等且每个反射装置对应一个激光器和一个位置敏感元件；S3:配置所述激光器使其在所述主控电路的控制下发射激光其该激光能够照射到所对应的所述反射装置上，并且配置所述位置敏感元件使其能够接收所对应的所述反射装置反射的激光；S4:配置所述主控电路以接收来自所述位置敏感元件的位移信号且对所述位移信号进行处理以产生所述反射装置相对于所述光电发射接收装置的位移检测结果。进一步地，所述步骤S3包括如下步骤:Al:利用临时安装在所述光电发射接收装置上的激光放线仪放出水平方向和竖直方向的激光线作为安装参考线，通过调整固定螺栓以保证所述光电发射接收装置位于竖直方向，并保证所述光电发射接收装置所发射的激光水平，其中，所述固定螺栓用于将所述光电发射接收装置可活动地安装至基准立柱上；A2:先用黑色胶带遮挡所述反射装置的棱镜的上半部分，使得所述光电发射接收装置发射激光束，其中，经棱镜内部传播的光学被遮挡，只有经所述棱镜的表面直接反射的光线反射回所述光电发射接收装置，再通过云台调整所述反射装置的俯仰与旋转角度，使得反射光与发射光线重合，保证所述棱镜的表面与发射光学垂直，所述云台用于将所述测量装置可活动地安装到底座板立柱上；A3:去除所述棱镜上的所述黑色胶带，调整所述反射当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于铁路设备的位移检测系统，其特征在于，包括光电发射接收装置和至少一个反射装置，所述光电发射接收装置包括主控单元、至少一个激光器、至少一个位置敏感元件，其中，所述至少一个反射装置、所述至少一个激光器和所述至少一个位置敏感元件的数量相等且每个反射装置对应一个激光器和一个位置敏感元件，所述激光器配置成使其发射的激光能够照射到其所对应的所述反射装置上，所述位置敏感元件被安装成能够接收其所对应的所述反射装置反射的激光，所述主控电路配置成控制所述激光器的发射且接收来自所述位置敏感元件的位移信号且对所述位移信号进行处理以产生所述反射装置相对于所述光电发射接收装置的位移检测结果；所述反射装置，由直角棱镜构成，所述反射装置安装成使其斜边沿待检测位移所在的方向。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王尧，朱力强，余祖俊，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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