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瑞士OPTIMESS奧特邁斯數(shù)字激光檢測監(jiān)測智能維保與軌道交通應(yīng)用 -------第一部分輪對測量、健康管理與經(jīng)濟鏇修

2019-04-08 來源：世界軌道交通資訊網(wǎng)

本文摘要：現(xiàn)代鐵路高速重載、安全舒適與智能數(shù)字發(fā)展，必須準(zhǔn)確快捷地監(jiān)測輪軌和弓網(wǎng)參數(shù)。非接觸激光三角測量系統(tǒng)集成光學(xué)、機電與計算機數(shù)字化測量技術(shù)，具有快速精確并且?guī)缀蹩稍谌魏苇h(huán)境條件下實現(xiàn)可靠測量的優(yōu)點，在鐵路行業(yè)應(yīng)用廣泛，是鐵路數(shù)字化監(jiān)測智能維保的重要組成部分。

　　現(xiàn)代鐵路高速重載、安全舒適與智能數(shù)字發(fā)展，必須準(zhǔn)確快捷地監(jiān)測輪軌和弓網(wǎng)參數(shù)。非接觸激光三角測量系統(tǒng)集成光學(xué)、機電與計算機數(shù)字化測量技術(shù)，具有快速精確并且?guī)缀蹩稍谌魏苇h(huán)境條件下實現(xiàn)可靠測量的優(yōu)點，在鐵路行業(yè)應(yīng)用廣泛，是鐵路數(shù)字化監(jiān)測智能維保的重要組成部分。

　　一、激光位移傳感器測量原理

　　激光位移傳感器依據(jù)非接觸三角法測量原理工作：由激光二極管的光學(xué)系統(tǒng)發(fā)射激光到被測物的表面而以一定角度反射到CCD線性感應(yīng)元件。傳感器的集成電路處理光學(xué)數(shù)據(jù)并輸出位移信號。

　　采用增益技術(shù)的激光位移傳感器，其激光強度可調(diào)節(jié)，從而彌補了大面積被測面的不同位置的反射差別，依靠調(diào)制激光和專有的分析程序，可消除環(huán)境光的影響。

　　二、瑞士OPTIMESS奧特邁斯激光位移傳感器

　　OPTIMESS一維、二維2D激光位移傳感器，激光掃描儀集成了智能激光增益技術(shù)，具體高精度、高可靠、抗干擾等優(yōu)點：

　　光學(xué)可靠

　　OPTIMESS傳感器可以極好地適應(yīng)多變的光線環(huán)境（直接光照）和多樣的表面狀況（光滑的金屬面/亞光表面），所擁有的高質(zhì)量光學(xué)儀器和設(shè)備充分保證了接收和發(fā)射的光線信號得到最優(yōu)化地處理。例如大傾角，鏡面、強光，陰影，油污，沙礫等各種被測物不同表面條件均不會影響測量。

　　精密準(zhǔn)確：測量精度高達微米級。

　　高速快捷：采樣頻率可以高達100kHz

　　經(jīng)久耐用：抗沖擊和震動，防水防塵，耐高低溫。20多年前激光傳感器仍在可靠在線使用。

　　瑞士ELAG電子有限公司可以根據(jù)客戶的要求，量體定制傳感器和提供激光數(shù)字化測量解決方案，40%的業(yè)務(wù)集中在鐵路部門，檢測系統(tǒng)有：激光鋼軌檢測系統(tǒng)（車）、接觸網(wǎng)測量系統(tǒng)、輪對測量系統(tǒng)（便攜式，落輪式，在線通過式）等等。在德鐵DB，SPENO，WINDHOFF，PLASSER&THEURER，中國動車基地、大功率機車基地、科研院所，主機廠、地鐵、有軌電車等均獲得成功應(yīng)用。

　　三、數(shù)字激光測量方法與線激光照相方法比較

　　四、數(shù)字激光非接觸輪對測量系統(tǒng)

　　輪對-作為有軌列車最重要部件之一，它承受很高的機械應(yīng)力，對列車的運行和駕駛舒適性具有決定性的影響。輪軌系統(tǒng)需要進行定期檢查，以確保運行的可靠性。輪對機械磨損也是重要的成本因素。輪對踏面和直徑檢測手工檢測效率低，CCD照相檢測法容易受環(huán)境干擾、檢測精度低、甚至錯報和誤報現(xiàn)象。而激光非接觸三角法輪對檢測系統(tǒng)，精度高，可靠性強，抗干擾，能顯著提高檢測效率。

　　1、OPTIMESSSRTT2018便攜式無線數(shù)字激光輪對尺寸測量和等效錐度分析儀

　　瑞士OPTIMESSSRTT便攜式激光測量儀，集成非接觸激光三角測量頭、高精度導(dǎo)軌，測量輪對踏面和直徑精確、方便、快捷。其永磁靠架和機械止推裝置，可單手操作，簡單實用。無線藍(lán)牙傳輸，測量時間快達5秒。輪對參數(shù)檢測精度(輪緣厚，高度，qR.)≤0.03mm，重復(fù)精度高達0.02mm，輪對內(nèi)測距測量精度1mm,可計算出等效錐度，進行輪軌關(guān)系分析。

　　2、OPTIMESSWRM便攜式無線數(shù)字激光輪對不園度檢測分析儀

　　車輪不圓度測量和分析：針對車輪不圓度外形特征，快速準(zhǔn)確測量和計算車輪不圓的徑跳量、低階和高階車輪不圓階次和粗糙度，自動繪制車輪不圓分析曲線圖。

　　3、OPTIMESSWPL落輪式數(shù)字激光輪對測量系統(tǒng)

　　OPTIMESS傳感器掃描輪對踏面，通過傳感器測量和旋轉(zhuǎn)輪對的位置，軟件計算出輪對準(zhǔn)確的周長和外形，包括輪緣高度、寬度及厚度，跳動可在車輪轉(zhuǎn)動時由連續(xù)激光測量而得出。連續(xù)測量的記錄，也能檢測出過度磨損區(qū)域等等。

　　計算機軟件：數(shù)據(jù)庫支持軟件確保對所測量外形數(shù)據(jù)進行深入評估，與輪廓的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相比較，以便對磨損度進行深層次的分析。結(jié)合跳動測量系統(tǒng)，測量程序能以圖象顯示。

　　標(biāo)準(zhǔn)配置所得測量結(jié)果：

　　•-輪緣高度，厚度和QR值，輪寬，內(nèi)測距

　　•-磨損歷史，極限對比，標(biāo)準(zhǔn)輪廓與實際輪廓的對比

　　•-輪廓坐標(biāo)的測量，跳動檢測

　　•-車輪直徑測量，整車、轉(zhuǎn)向架、車軸輪徑差

　　•-中央EDP系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸接口

　　4、OPTIMESSWPL在線通過式動態(tài)輪對數(shù)字激光測量系統(tǒng)

　　瑞士OTPIMESS激光非接觸在線輪對檢測系統(tǒng)：能夠測量不同型號種類的車輛和輪對踏面和直徑參數(shù)，確保了準(zhǔn)確記錄輪對直徑和踏面的實測數(shù)據(jù)。需測量的輪對類型,標(biāo)準(zhǔn)和最大尺寸等參數(shù)完全由計算機數(shù)據(jù)庫支持監(jiān)控。輪對測量和磨耗評估可以快速并且自動完成，節(jié)省了大量的時間、人力和財力。

　　測量系統(tǒng)模塊主設(shè)計并且由兩側(cè)成對構(gòu)成。每側(cè)傳感器布局如下：兩個OPTIMESS2D二維傳感器分別安裝在軌道的兩側(cè)測量輪對踏面，多個點式激光傳感器測量輪對的直徑。激光功率可根據(jù)需測量的輪對表面情況進行自動調(diào)節(jié)，確保測量系統(tǒng)能夠自適應(yīng)不同輪對表面測量。在車輛進入測量系統(tǒng)前，激光不亮，系統(tǒng)保護盒也不開啟，因此，不會危及站在測量系統(tǒng)周邊的任何人員。通過安裝在軌道下側(cè)的計算機，采集并存儲全部數(shù)據(jù)。在控制室使用普通電腦即可顯示測量值和踏面狀況。

　　系統(tǒng)特點：

　　•輪緣高度，厚度和QR值測量：重復(fù)精度±0.2mm

　　•輪對直徑測量:重復(fù)精度±0.5mm

　　•輪對寬度測量,輪對內(nèi)側(cè)距

　　•磨耗歷史和分析與報警

　　•標(biāo)準(zhǔn)踏面與實際踏面對比

　　•監(jiān)測整車、車軸和轉(zhuǎn)向架的輪對直徑變化與報警

　　•提供與中央電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)例如SAP系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸接口

　　•磨耗情況可立即監(jiān)測和顯示結(jié)果，磨耗分析

　　•輪對維修保養(yǎng)預(yù)測

　　•通過收發(fā)機檢測車輛，車輛瞬間通過,即可記錄和評估所有輪對參數(shù)

　　•測量時，車輛運行速度可達5-30km/h,在線列車貨車60-80km/h

　　•對現(xiàn)有軌道僅需小改動,很容易集成安裝

　　•檢測系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，徹底解決在線輪對檢測錯報誤報問題。

　　由數(shù)據(jù)庫支持的軟件可以進一步分析評估輪對踏面和直徑測量數(shù)據(jù)。同時能夠管理所有車輛和輪對。除了基本的標(biāo)準(zhǔn)踏面參數(shù)外，還可圖示并且顯示完整磨耗歷史曲線，所有的數(shù)據(jù)都可以傳輸給SAP主機系統(tǒng)，實現(xiàn)輪對智能經(jīng)濟旋修，節(jié)省大量成本。

　　5、OPTIMESSSRTT輪對健康分析軟件和智能經(jīng)濟鏇修

　　綜合數(shù)據(jù)采集和分析分析，綜合顯示建立輪軌數(shù)據(jù)健康管理圖譜，采用紅綠燈管理和預(yù)警報警分析策略，動態(tài)展示各車型列車車輪和全線路軌道的健康狀態(tài)，對接城市軌道交通安全運營大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺,數(shù)據(jù)互通。