动态轨道衡工作原理

动态轨道衡⏹一、概述铁路运输的大宗散装货物大部分需要经轨道衡计量，轨道衡的应用普及煤炭、冶金、电力、石化、机械、建材、铁路、港口等各个行业。

铁路是国民经济的大动脉，铁路货运量占全国总货运量的比重很大，大约占50%左右。

在每年铁路货运量中，需用轨道衡计量的散装货物占大部分，所以轨道衡计量准确度与否，对于企业的经济效益、社会效果和政治影响都很大。

我国铁路运输是煤炭最为重要的运输方式，占年煤炭运量的比重超过六成，按年产煤炭产量20亿吨计算，就是12亿吨。

如果其他行业原料和产成品的50%用铁路运输，一年铁路上要有20多亿吨的货物流动。

而这些货物进出企业都离不开轨道衡的计量。

现在我国已安装4000余台动、静态轨道衡。

⏹二、结构1.称重传感器⑴工作原理被测负荷作用在弹性体上，使弹性体产生相应的弹性变形；通过粘贴在弹性体上的电阻应变计，被弹性体的弹性变形转换为电阻应变计电阻的变化（电阻增大或减少）；再通过测量电路将电阻应变计电阻的变化，转换为电信号（电压或电流）输出。

⑵分类：①柱式②桥式③轮辐式④板式⑤悬臂梁式⑶选用的一般原则①最大秤量承载器的自重、冲击载荷、称重传感器的灵敏度等；②灵敏度称重指示器的灵敏度、称重传感器的灵敏度、衡器的灵敏度；③准确度等级每只称重传感器的准确度等级、多只称重传感器组合误差；④结构安装空间、维护方便、侧向力影响、刚度、数量、校验等。

2、接线盒由于传感器在出厂时，传感器的一致性不一定很理想，再加上现场使用中的环境因素及安装手段的限制，给多个传感器并联组带来不平衡问题。

为解决以上问题，需选用接线盒来调节传感器系数与传感器输出阻抗之比（mv/vΩ）接近一致，从而保证整个秤体的平衡。

调整机械台面水平，对于有四个以上的传感器受力不一致，只靠电位器的补偿是补偿不过来的，因此应先调整传感器高度，在三个分度值范围内，再用电位器补偿跳到基本一致，这是一个反复的过程，由于机械台面的变形，调一个角可能影响两个角，升值三个角，只有反复实验。

3.称重指示器（通道）⑴基本原理通过称重传感器的信号变化，用数字的形式显示出实际重量。

⑵动态轨道衡的工作原理⑵车辆判别方法①模拟量车型判别法（信号电压波形法）转向架称重方式中称重传感器输出的信号电压波形如图所示：图为两节车联挂通过轨道衡的理想波型图。

当台面没有车轮时，称为零点。

车轮上或下台面时产生的重量变化叫跳变。

一个或两个车轮在台面上运行所维持的一段较稳定的数据区间叫平台，列车的重量由前转向架和后转向架承重，只要求得，前后转向架的重量两者相加就是整节车的重量。

图中平台2是前转向架，平台5是后转向架。

平台2是零宽的倒数第二个平台，平台5是零宽的正数第二个平台。

在程序中用递进的方式保持2个平台。

当出现一个零宽时，把倒数第二个平台的值送入前转向架暂存单元，做好标记和平台计数，出现第二个平台后把值送入后转向架暂存单元，把与前转向架的值相加得到节重去显示存储。

②开关信号法信号是通过接近开关输出的，每通过一根轴，发出一个信号。

4.机械结构⑴承载器一般是由钢板焊接而成的箱式结构⑵限位装置台面的稳定系统由纵向限位、横向限位和抗扭梁构成。

⑶过渡器为减少车轮通过防爬轨和称重轨接缝处时产生的冲击振动，在四个轨缝处分别接了一个桥式过渡器。

⑷防爬轨架防爬轨架是安装在称量轨两端的基础中，用于固定防爬轨的一个型钢焊接的框架。

5.基础基础不单单是指安装承载器的部分，还应包括两端25米混凝土整体道床和平直线路6.接地电子轨道衡作为一种准确称量物料质量的电子计量设备，必须对各种干扰有一定的保护和屏蔽接地措施，以确保其安全运行。

⑴保护性接地主要用于防护直击雷、感应雷和静电的破坏。

接地电阻一般应小于4Ω。

⑵屏蔽接地主要用于抑制噪声干扰。

接地电阻一般应小于1Ω。

使用中应定期检查接地装置的良好性。

三、操作与维护1．开机顺序（1）打开净化稳压电源；（2）依次打开不间断电源、多功能插座；（3）打开称重通道预热30分钟；（4）依次打开微机显示器、主机、打印机。

2．机械部分的日常维护为了保证称重台面经常的处于正常的工作状态，除必要的调整外，还必须注重经常的进行维护和保养。

（1）经常对台面进行清扫，由于被称车辆对某些散装货物（尤其是粉、砂状货物）的泄露及大自然风沙、灰尘的污染，会在台面上、下形成污垢或杂物堆积，破坏了良好的工作环境。

还有长时间的污垢堆积，遇潮气（或雨水）会造成称台表面的腐蚀，都有可能影响正常的称量工作，所以及时的、经常的对称台进行清扫，是保证称量工作正常使用不可缺少的良好制度。

（2）要经常检查台面各部分的螺母、螺栓有无松动现象，限位拉板、拉杆松紧程度是否发生变化，水平是否发生变化，过渡器处有无异常现象，台面各部分有无卡死和松动，如有异常，要及时维修调整。

（3）对各种联结件（如螺栓等）要经常涂油，防止生锈。

（4）如发现称台表面油漆脱落，应及时补涂。

3．电气部分的日常维护（1）计算机要专人专用，绝对禁止向硬盘拷入其它程序和玩游戏，严防计算机病毒侵入，影响软件运行。

（2）保持室内清洁，电气系统各部件应盖上防尘罩。

（3）仪器的所有插接件都应插接牢固。

（4) 仪表的地线要可靠接地，防止干扰的窜入。

（5）硬盘工作时，禁止重新启动计算机（冷热启动）四、注意事项1.轨道衡使用前请务必仔细阅读本使用说明书及有关技术文件，按要求认真操作和维护。

2.本产品应在允许的供电电压和频率范围内使用，以免造成不应有的故障。

若本地电压不稳定易出现波动，应考虑加装稳压电源。

3.仪表和承重台应接地，接地电阻不大于4Ω。

接地网引入线处接触面应处理好，以减少接触电阻，并接好传感器部位的跨接地线。

4、用户应在产品上安装有效的避雷设施。

由于雷电对于设备的危害表现形式比较复杂，应视产品安装地点具体地理、气象情况采取相应的防护措施，雷电防护应遵循国家标准《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）和《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》（GB64-83）的规定，最好在产品安装前与当地气象部门联系，请其根据安装地点的雷电危害情况选择合理的防护措施。

5.在无人看管时，须将总电源插头拨下。

6.传感器信号电缆不可任意减短或接长。

7.轨道衡是精密的计量设备，潮湿对电子器件、传感器的使用度及稳定性影响很大，对机械设备的锈蚀影响也很大，所以在秤体周围及基础内必须有完善的排水措施，保证排水管良好，严防传感器、信号电缆浸泡在水中。

多雨地区应在轨道衡上空加盖防雨棚。

8.列车称重时应平稳通过台面，禁止在计量过程中突然加速或制动。

9.要经常检查台面各部位的螺母螺栓有无松动现象。

纵横向限位器应处于水平状态，纵横向限位器活动量不超过2～3㎜（应随季节温度变化进行调整），两端轨道间隙和轨道上平面高度变化情况有无异样。

如有异样应及时维修调整。

10.各部联接螺栓要定期擦试并涂黄油防止生锈。

承重架和台板均为焊接钢结构，焊缝较多，易生锈，除注意防潮外，每年应酌情油漆一次。

11.禁止在台面上进行电焊作业，以免造成传感器和仪表内部电路损坏。

12.用户在控制室安装电铃等设备时，电铃的电源不应与仪表控制系统接入同一线，仪表控制系统电路上不应接有感性负载。

13.不得随意拆开本产品的机件，更不得随意更换内部零件、若有问题请与我公司技术服务部门联系。

14.使用时若发生意外，立即切断电源、请专业人员进行诊断，严禁非专业人员拆卸。

15.为保证产品长期准确使用，应定期检定和检修，原则上检定周期不超过半年。

五、影响计量准确度的几种因素1．制造质量影响的原因可以分为四部分：（1）秤体结构问题①当秤体主梁由于设计的刚度较低时，由于主梁变形量大，造成称重传感器产生偏载分力，影响计量准确度。

②秤体结构由于制造工艺问题：一般焊接结构件，由于热加工会在焊缝中积蓄大量的应力，一定要在短时间内采用加热法和振动法，使这些应力均化。

如果带有应力，主梁机加工时会产生变形，使在产品安装调试时的时间增长。

（2）称重传感器性能问题由于选用的称重传感器的结构，弹性体材质，应变片质量，制造工艺等质量原因，会造成称重传感器的线性、重复性、滞后、蠕变、灵敏度系数、温度影响量等性能超出允差范围，从而影响车辆称量准确度。

（3）称重仪表性能问题由于选用的称重仪表（或通道）的设计，制造问题，直接会影响车辆动态称量的质量。

例如器件噪声，采样速度、抗干扰能力、防湿防尘能力等技术的采用。

（4）计算机软件问题由于采样距离和判别距离不能很好的兼顾（车辆结构、秤体长度、称重仪表的采样速度、计算机软件的采样速度等），会造成误判、丢车等问题。

2．线路（1）当称量台面安装在一个坡度较大的线路上时，由于车辆或转向架重心位置产生的偏移会造成计量误差。

对于C62型车型的车辆来讲，0.1%的坡道会影响轴重最大相对误差0.1%，所以在《GCU型动态电子轨道衡》的使用手册中专门注明两端应各有不小于50米的直线段，并且线路坡度不大于0.05%。

（2）当称量台上钢轨和引线轨的高差大于1mm时，会使称量准确度的产生高于±0.1%的误差。

3、车辆车辆各部的问题也是影响动态电子轨道衡称量准确度因素。

如：轮箍的磨损量、连接钩的摩擦力、减震弹簧的变形量等等。

当然，车辆的心盘距、转向架距、钩舌距如果悬殊太大也会对称量结果产生很大影响。

4．振动当车辆在行时中，由于车辆减震弹簧、称量台机械结构、钢筋混凝土、基础、称重传感器都在振动，要提高计量准确度，就必须降低车速。

加大称量台主梁的刚度，减小轨缝过渡时的冲击，加长引线轨平直道的长度，以减小振动引入的误差。

5．牵引力当车辆装载重量不一样时，车钩高度也不一样（例如C62车满载时，车钩位置比空车低27mm），当编组时前后车辆载荷悬差较大时，牵引力通过车钩会改变车辆在称重台上的称量准确度。

推拉状态的不同影响值也不同。

这也就是为什么，动态检定时总是将最轻的车辆放在最后的原因。

6．变速由于车辆的重心到轨道有1.5米长的距离，当车速改变时，必然产生加速度，车辆的加速度又必然导致产生重力以外的作用力，这个作用力会对车辆产生一个附加力矩，使称量值加大（或减少），对于多次上衡称量的计量方式，车速变化对其称量准确度的影响最大。

7．过渡器接头处是车辆对轨道冲击的主要部位，是钢轨易磨损，失效的薄弱环节。

为了缓和冲击，使轮载逐渐加到称量台面上安装合理合格的过渡器是一种好方法。

过渡时间越长，冲击就越缓和。

8．限位器由于各种因素，使称量台受到水平力的作用，如果台面承重梁产生水平位移，将会影响到台面承重部分对垂直的传递。

为了减少这种位移量，必须用限位器将水平力限制在一定范围之内，否则就会使传感器受侧向力的影响而产生计量误差。

在GCU型动态电子轨道衡《使用手册》中规定纵向拉杆，横向拉杆必须进行拉力预紧，预紧力矩分别为600N.m和500N.m同时必须将防松螺母背紧。