超偏載儀防塵防結冰罩的設計與應用

史 超 代召國

（日照港鐵路運輸公司 工程師 山東 日照 276800）

本文為了克服現有的鐵路超偏載檢測儀受環境影響大，防塵防結冰能力弱的不足，設計了一種新型超偏載檢測儀防塵防結冰罩，避免了由于板式傳感器應力縫被堵塞造成的超偏載檢測數據失準，保障了鐵路貨運安全。

1 技術背景

目前，在我國使用的鐵路超偏載檢測儀中，測力元件主要是由剪力傳感器和板式壓里傳感器構成，當車輪行進到傳感器測力區時，板式傳感器和剪力傳感器將所測力的信號傳遞到采集儀，采集儀一方面向傳感器供電，另一方面將傳感器輸出的微弱信號放大，將模數轉換后的數字信號送入計算機。最后經計算機軟件分析后，得出超偏載各參數。

作為超偏載系統的核心部件，板式傳感器的作用是將壓力轉化成自身形變，并以電信號的形式輸出。這就需要環境為板式傳感器提供一個合理的形變空間，如圖1所示，即要保持其工作環境沒有灰塵等物堆積，否則會影響超偏載系統正常工作。

圖 1板式傳感器工作環境示意圖

超偏載檢測儀在實際使用過程中存在一些問題，2014年12月28日下午五點，我港12道13道超偏載儀出現了檢測數據異常的現象，經檢查分析發現是由于當天下雪，傍晚氣溫降低后使流入傳感器縫隙的融雪凍結，結冰層堵住了板式傳感器的的應變空間，使傳感器與枕木貼合，傳感器起不到感應壓力產生形變的作用。29日傍晚又發生了同樣的情況，兩次故障系同一原因導致。如圖2所示。

圖2 板式傳感器應力縫被堵塞示意圖

2 技術改進思路

結合我港實際，為克服現有的鐵路超偏載檢測儀受環境影響大，防塵防結冰能力弱的不足，本設計提供了一種新型超偏載檢測儀防塵防結冰罩，該保護罩不僅能夠保護傳感器不受外界低溫、粉塵的影響，而且在保正密封性的前的提下不會產生剛性的支撐力和影響板式傳感器的準確測力。

本實用新型的技術方案是：制作一套橡膠材質保護罩，包裹在板式傳感器周圍，保護罩的裙邊自然下垂，使保護罩與枕木間形成一定夾角，達到排水防結冰的目的;保護罩與板式傳感器結合的部位使用密封膠密封，確保兩者密貼，達到防塵的目的。

本實用型設計的效果是，在保證超偏載檢測儀使用精度的前提下，最大限度的保護板式傳感器不受外界環境影響，壓縮因超偏載儀故障導致的火車停時和避免由于板式傳感器應力縫被堵塞造成的超偏載檢測數據失準，保障了鐵路貨運安全。

3 材料及技術數據說明

外觀方面：結合實際測量，采用裙邊形設計，在保證不會對搗固機工作造成影響的前提下，最大限度的增大了保護罩的面積，裙邊自然下垂，與軌枕形成坡面，使積水能夠順暢的從板式傳感器頂面排出，減小了水造成的影響。

材料方面：超偏載防塵防結冰罩采用橡膠板制成，造價低廉，耐腐蝕能力強，由于橡膠材料柔性，在保證保護罩與板式傳感器密貼度的同時，不會產生剛性的支撐力，確保了超偏載檢測數據的準確性。

結合板式傳感器的外觀尺寸和設計要求，超偏載儀防塵防結冰罩的成品及效果分別如圖3～圖4所示。

圖3 超偏載儀防塵防結冰罩成品

圖4 超偏載儀防塵防結冰罩實驗效果

4 安裝實施步驟

由于傳感器應力部分位于鋼軌下方，改造時不可能把鋼軌移開再進行安裝，經過技術人員研究確定保護罩安裝流程如下。

1）先將保護罩中間部分裁開。

2）敞開切口繞開鋼軌將保護罩套在傳感器上。

3）確定保護罩與傳感器各部分貼合良好后將豁口用排釘封上。

超偏載檢測儀防塵防冬季結冰罩安裝前后效果分別見圖5和圖6。

圖5 安裝前效果

圖6 安裝后效果

5 改進效果

改進后經歷了三次大雪的考驗，沒有再發生由于融雪凍結造成的板式傳感器應力縫堵塞現象，從檢修人員日常檢修反饋情況來看，在超偏載儀防塵防結冰罩的保護下，板式傳感器應力縫清晰，無雜物，使用效果明顯。維護由原來的每次3個小時降低到半個小時，減少了維護人員的作業量。達到了預期目的。超偏載防塵防結冰罩的主要創新點是該成果的應用，有效地解決了超偏載檢測儀，板式傳感器應力縫在低溫、高粉塵環境下容易被堵塞的問題。使超偏載檢測儀的故障率由原先的平均每年13.5次下降為現在的平均每年1次。降低了故障率，提高了超偏載檢測數據的準確性，保障了貨運質量和出港效率。

6 結束語

本實用型設計涉及一種鐵路超偏載檢測儀板式傳感器保護裝置，尤其針對高粉塵，低溫度環境下應用的超偏載檢測儀。超偏載防塵防冬季結冰罩的研發，填補了同類產品的空白，特別適用于高寒高緯度地區使用的鐵路超偏載檢測儀，日后可以作為超偏載檢測設備的標準配件，在行業中推廣。