7激光长弦轨道检查仪

激光长弦轨道检查仪

激光长弦轨道检查仪主要由两部分组成：激光发射小车与激光接收小车。在激光发射小车安装了一台激光发射器，能发射出一束直径10mm的激光束；在激光接收小车上安装了一台两维CCD激光接收器。如图5-2-16所示。

（１）测量原理

将激光长弦轨道检查仪的发射小车和接收小车分别固定在轨道上的指定位置，由激光发射小车与激光接收小车之间的激光束建立“理论弦线”，如图5-2-17所示。在接收小车向发射小车推进的过程中，由安装在激光接收小车上的接收器检测出其相对于光束基准在横向和纵向上的偏差。结合里程测量、轨距测量和超高测量的数值便可以检测出轨道的几何形位。测量系统原理示意图如图5-2-18所示。

图5-2-16 系统组成

图5-2-17 系统工作示意图

1—激光发射器；3—线路；4—理论曲线；Fr—激光束；R—曲线半径；

G—最大测量间距；A0，A1，A2，A3，A4—两维CCD接收器的测量点；

S1，S2，S3，S4—测量间距

图5-2-18 系统原理示意图

其中，y0=fm0-f0；y1=fm1-f1；y2=fm2-f2；y3=fm3-f3；……

式中：f0，f1，f2，f3，f4为理论曲线上的点到激光束Fr的距离，由计算机依据曲线方程及相关参数计算出。

fm0，fm1，fm2，fm3，fm4为实际曲线上的点到激光束Fr的距离，由两维CCD接收器测得。

y0，y1，y2，y3，y4为理论曲线上的点的偏差值。

这种检测原理在国内与国际上是首次采用，测量方法测量没有原理性误差。轨道的矢矩与高低是直接测量，没有进行数学方法处理。

轨道的超高、轨距是由传感器直接测量，三角坑、扭曲、轨距变化率是计算出的。

（２）主要技术特点

１）直接检测轨道线路长短波不平顺

采用激光准直技术，通过激光束直接测量轨道的轨向与高低，没有原理性误差，并具有较高的测量精度。激光长弦的使用，有效扩大测量基准弦的长度，可以直接测量轨道的长波不平顺，真实反映轨道状态，这是优越于手工弦线和其它短弦检测设备的最根本的特点。在天气条件良好时一次测量距离可达200m。特别是在隧道内，其一次测量距离可达300m。

２）测量结果不仅能指导无砟轨的调整，还能直接指导捣固车作业

数据报表结果可以作为线路竣工验收的设备，指导无砟轨的调整。同时其检测结果也可以直接用来指导有砟线路维护作业，消除轨道线路的长波不平顺。

３）具有较高的测量精度和较好的测量重复性，测量速度快

通过大量的检测试验表明，该检查仪测量速度快，数据重复性好。

４）既可以相对测量，也可以绝对测量

配合钢卷尺、水准仪等辅助设备，检测出激光发射点和接收器起点的绝对位置偏差。利用这两个绝对偏差数据，就可以实现激光基准弦的绝对定位，从而将相对测量数值转换为绝对偏差数值。利用测量数据结果，既可以实现轨道线路位置的绝对控制，又可以得出内部的相对平顺性的参数。这也能满足德国标准中的对内部几何精度和外部几何精度的控制。内部检测具有较高的几何精度，外部控制能满足绝对位置等要求。

（３）主要检测项目

在良好天气条件下，直线段最大测量距离为200m；曲线段测量距离则与曲线半径有关。2000m曲线半径最大测量行程为95m，5000m曲线半径时最大测量行程为150m。

测量效率：不低于1km/h。

主要检测项目有：高低、轨向、轨距、水平、扭曲、轨距变化率与里程。主要性能指标如表5-2-5所示。

轨道的高低与轨向是用激光长弦来直接检测，可以将长弦测量数据转化成短弦数据，弦长可以设定，短弦精度和重复性好。

（４）使用方法

激光长弦轨道检查仪按以下顺序进行施工作业。

1）分别放置检查仪的发射小车与接收小车，通常约1分钟。

2）电气系统检查，发射小车与接收小车的各个系统工作正常。

3）发射小车与接收小车的里程传感器置零。选择相应的测量基准轨与测量方向。按要求在轨道上放置好激光发射小车与激光接收小车，通常约3分钟。

4）在轨道上固定好接收小车，进行软件参数设置。

5）按测量方向要求推行激光发射小车，在一定距离的相应位置上停止，在轨道上固定好激光发射小车；打开电源开关；进行通过瞄准镜进行手动对光，当光束照准接收屏后，按下自动对光按钮。当光束对准指定位置后，发出已完成自动对光指示，此时松开自动对光按钮，系统会停止自动对光。全部过程需要约2分钟。

6）自动对光结束后，激光发射小车固定不动，推着激光接收小车均速向发射小车方向移动，进行轨道测量。

7）在距离发射小车1米远时，停止推行接收小车。停止测量。

8）再一次向前推行激光发射小车，重复上述4~7的过程。就可以进行轨道检查了。

测量过程中需要激光接收小车和激光发射小车操作员各1名。