集成化電子衡器之集成化稱重軌

20 世紀(jì) 80 年代，歐美一些電子測(cè)量公司和電子衡器制造企業(yè)，為滿足鐵路運(yùn)輸、鋼鐵冶金、煤礦電廠、港口碼頭等部門物料及轉(zhuǎn)運(yùn)貨物的稱量、超載、欠載、偏載檢查、制動(dòng)力測(cè)量等需要，開發(fā)出稱重軌（Weigh Rail），即取下線路的一小段鋼軌并在其上粘貼電阻應(yīng)變計(jì)，使稱重傳感器、鋼軌承載器一體化，具備動(dòng)態(tài)電子軌道衡的功能，達(dá)到快速稱量的目的。以美國(guó)工程師 Ned Sneed 發(fā)明的集成化彎曲型稱重軌最具代表性，他在深入分析兩個(gè)軌枕之間的鋼軌受力變形機(jī)理后，得出在稱量段鋼軌底部粘貼四片單軸電阻應(yīng)變計(jì)，當(dāng)車輪通過時(shí)，四片電阻應(yīng)變計(jì)輸出的總和等于內(nèi)側(cè) 2 片電阻應(yīng)變計(jì)輸出之和減去外側(cè) 2 片電阻應(yīng)變計(jì)輸出之和，也就是說當(dāng)車輪行駛過鋼軌稱量段時(shí)，4 片電阻應(yīng)變計(jì)的輸出總和為一常數(shù)，只要測(cè)出此輸出值，就可以準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換出車輛的載重量。盡管稱重軌可以用冷焊方法或用魚尾板與線路連接為一體，減少了車輛振動(dòng)。

可提高稱量準(zhǔn)確度，但稱量段的跨度較大，撓度也較大，安全性有所降低。鋼軌底面只能打磨不能加工，因而彎曲型稱重軌輸出靈敏度較低，以輪重 15t 為例，靈敏度只有 0.25mV／V。20 世紀(jì) 90 年代以來，集成化稱重軌動(dòng)態(tài)電子軌道衡的研究在彎曲型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展為剪切型結(jié)構(gòu)。它是在與線路鋼軌完全一樣的一段鋼軌的腹板上，直接加工出與雙剪梁型稱重傳感器基本相同的應(yīng)變區(qū)，并在盲孔內(nèi)粘貼雙剪切電阻應(yīng)變計(jì)，完全按稱重傳感器制造工藝進(jìn)行布線、組橋、電路補(bǔ)償、防護(hù)密封、性能檢測(cè)，使此段鋼軌與稱重傳感器一體化，形成剪切型稱重軌。美國(guó) KILO－WATE 公司，德國(guó) PFISTER 公司、GTM公司均有 1.8m 長(zhǎng)的剪切型稱重軌，稱量準(zhǔn)確度均優(yōu)于 0.5 級(jí)。剪切型稱重軌的力學(xué)模型及剪力圖

稱重軌的力學(xué)模型及剪力圖我國(guó)北京傲邦達(dá)技術(shù)開發(fā)中心針對(duì) 1.8m 稱重軌只有一個(gè)稱量段的不足，經(jīng)過理論分析和反復(fù)試驗(yàn)研制出 7.5m 長(zhǎng)的稱重軌動(dòng)態(tài)電子軌道衡。獨(dú)創(chuàng)以數(shù)字求和方法為基礎(chǔ)的單軸、雙軸、多軸多次稱重計(jì)量的數(shù)學(xué)模型，克服車輛行駛過程中軸間重量轉(zhuǎn)移帶入的誤差。將單次軸計(jì)量改為 6 次軸計(jì)量，并適當(dāng)延長(zhǎng)有效單軸計(jì)量長(zhǎng)度，同樣通過冷焊技術(shù)或用魚尾板與兩端的線路連接，實(shí)現(xiàn)鋼軌與稱重傳感器一體化，形成不斷軌動(dòng)態(tài)電子軌道衡，其動(dòng)態(tài)稱量準(zhǔn)確度優(yōu)于 0.5 級(jí)。稱重軌動(dòng)態(tài)電子軌道衡一般都附帶一臺(tái)靜態(tài)自校裝置，便于初次安裝或使用中檢查。靜態(tài)自校裝置是利用龍門架結(jié)構(gòu)的自身平衡原理，通過安裝在龍門架上的油壓加載系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)稱重傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)稱重軌進(jìn)行各級(jí)加載。稱重軌電子軌道衡靜態(tài)自校裝置結(jié)構(gòu)示。

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