铁轨道道岔螺栓松动监测解决方案


背景

     截止到2020年底,中国大陆地区(不含港澳台)城市轨道交通以7978.19公里的总运营里程排名全球第一,占全球总里程的23.9%,中国已经建成世界上建设里程最长、投资最大、标准最高的城市轨道交通网。随着列车运营速度、轴重、路网密度和行车密度的提高,加剧了国家和群众对铁路运输安全性的关注要求,尤其是铁轨沿线密布的螺栓,其松动可导致铁轨变形,造成车毁人亡的悲剧。而目前,对于铁轨螺栓松动与否仍依赖工人检查的方式,工作量大,检测维修的及时性和可靠性较低,缺乏系统性的管理和监测。

地铁岔道螺栓状态监测属于刚性需求。一组岔道有120颗螺栓,尖轨与基本轨的间隙在2毫米内才能正常锁闭,间隙超过4毫米就不能锁闭。人工检查时,需对每个螺栓每个扣件都进行细致检查,如果疏忽遗漏任何一个零件,都可能造成严重后果。人工巡检耗时费力,急需智能化的方案,对螺栓松动进行监测。


技术方案

 

博感科技的螺栓松动监测传感器和系统能够远程及时获得螺栓螺栓松动趋势,并发出预警和报警信息,预测需要维护的时间,无需维护人员现场检查。整个系统无连线,安装方便。传感器微瓦级功耗,在电池供电的情况下能够续航10年,是免维护的产品和系统。能够大大降低维护费用和成本,同时及时发现螺栓松动问题并得到维护,降低安全事故。

利用安装在螺栓上的非侵入式传感器,实时或间隔性地获取传感信号,结合先进的信号处理技术与智能分析算法,测量螺栓的松动旋出角度。螺栓松动传感器角度误差小于2°(1/180圈)。 

地铁轨道道岔螺栓松动监测(图1)

系统架构


螺栓监测系统通过无线传输数据,并具有超低功耗、安装简单、系统免维护、适用于恶劣环境等特点。无线螺栓松动角度传感器通过无线传输数据到网关,网关通过无线/有线上报数据到云端。


地铁轨道道岔螺栓松动监测(图2)

螺栓松动解决方案具有如下优势:

  • 非侵入式:不破坏螺栓原有结构与强度。

  • 精准测量 角度误差在2度以下。

  • 便捷安装:无连线,体积小、重量轻,传感器通过粘接方式固定。

  • 无线传输:2.4GHz无线传感网络,自动无线组网。

  • 超低功耗:功耗uW级;内置电池,可支持 10 年以上正常使用。

  • 坚固耐用防水、防尘、防震、耐腐蚀,适用于恶劣的工业环境。

  • 远程监控: 随时随地获取信息,自动报警,免维护。

  • 安全可靠:身份验证和数据加密。

  • 支持蓝牙:Bluetooth5.0,可以手机直连,进行点检。     


实施方案

使用博感科技的SA210螺栓松动角度传感器,通过螺母安装适配结构件粘接到螺母上,对螺母相对螺栓的旋出角度进行监测。

适配的夹具固定在螺母上,不影响扳手紧固螺母。结合客户的项目需求,博感科技还对现有产品的结构、防松脱性能进行了改进,增加了防脱链条等装置。

地铁轨道道岔螺栓松动监测(图3)

    现场根据传感器安装位置进行适配,在传输距离较远的情况下,使用RU系列无线中继器进行中继。网关通过外部供电,数据直接接入客户的系统中去。当发生螺栓松动时,及时发出警报。

地铁轨道道岔螺栓松动监测(图4)

    通过博感科技自主研发的超低功耗螺栓松动监测系统,客户可以对轨道道岔螺栓的松动进行实时监控,有效提高轨道的安全性。

螺栓松动监测-角度松动监测传感器演示视频:https://www.bilibili.com/video/BV1u3411472s/