BJJZ-1A型轨道检查仪使用说明书.doc

轨道检测仪说明书

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免责声明
第1章 介绍
1.1铁路专用名词
1.2 正确的使用
1.3 产品服务
1.4 产品描述
1.4.1 结构简介
1.4.2 功能简介
第2章 安全指南
2.1 仪器的使用范围
2.1.1 指定的适用范围
2.1.2 禁用范围
2.2 使用注意事项
2.3 责任范围
2.3.1 产品制造商的责任
2.3.2 其他配件制造商的责任
2.3.3 用户的责任
2.4 危险操作
第3章 技术指标
3.1 使用条件指标
3.2主要性能指标
3.3 检测项目及系统精度指标
第4章 安装和使用
4.1 概述
4.2 安装
4.2.1 电池及数据线天线的安装
4.2.2 数据采集箱的安装
4.2.3 工业计算机（数据采集仪）的安装
4.2.4 智能型数据分析处理软件的安装

4.3上道前准备工作
4.3.1 上道前检查
4.3.2 上道前传感器零点标定
4.3.3 理论线路资料导入
4.4 轨道检查
4.4.1 陀螺仪零点标定
4.4.2 左右轨准则
4.4.3 上下道方法
4.4.4 下道避车
4.4.5 S型曲线测量方法
4.4.6 道岔区段测量方法
4.4.7 辅助定位装置
4.4.8 特征点和标志点
4.4.9 超限报警提示
4.4.10 测量数据显示
4.4.11 数据查看及导出
4.4.12 数据正负号标准
4.5 电池工作
4.5.1 省电模式
4.5.2 电压显示
4.5.3 低压提示
4.6电池充电
第5章 检测原理
第6章 包装和运输
第7章 维修保养及保修
7.1 日常保养
7.2 常用易损件的维修
7.3 保修服务

尊敬的客户：
欢迎你购买和使用我公司的产品，向你对我公司产品的信任表示衷心的感谢！
本公司自成立以来，一直把振兴民族测绘工业为己任，把生产具有国际先进水平的测绘仪器产品作为自身的奋斗目标。本公司生产的测绘仪器外形美观，性能可靠，界面友好，操作简便。使用仪器前请仔细阅读本操作手册。
您在使用仪器过程中如发现问题或提出建议，请及时向我们反馈，我们将竭诚为你服务并表示衷心的感谢！
本用户手册的用途在于帮助您正确地使用本产品，在第一次使用本产品之前，请您务必先仔细阅读随机配送的所有资料，特别是本手册中安全操作规程及其他条款所提及的注意事项。这会有助于您更好地使用本产品。
为保持仪器的良好工作状态，建议您严格按操作手册使用仪器。

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用户在使用产品之前，请务必仔细阅读本手册。一旦使用，即被视为对本声明全部内容的认可和接受。
产品软件、硬件配置以装箱单为准，请查阅本产品的相关协议、装箱单或向产品的直接销售人员咨询。我公司及其关联公司对使用非原厂配件发生故障或认为损坏导致的本产品任何损坏或任何事故我公司概不负责。
产品的修改权、更新权及最终解释权均属北京精准伟业测控技术有限公司所有，如您在使用过程中发现本产品的实际情况与本说明书有不一致之处，或您想得到最新的信息或有任何的问题和想法，欢迎致电我们或登录北京精准伟业测控技术有限公司网站垂询。
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第1章 介绍
1.1 铁路专用名词
轨距：
轨距是铁路轨道两条钢轨之间的距离（以钢轨的内距为准），轨距的测量方法为钢轨中心线之间的距离。国际铁路协会在1937年制定1435mm为标准轨。
水平：
简单的说就是轨道上左右钢轨的水平度。是指两股钢轨的顶面，在直线地段应保持在同一水平面，在曲线地段应满足外轨超高均匀和平顺的要求。这里用右钢轨相对左钢轨的高度差表示。
轨道不平顺：
两根钢轨在高低和左右轨向与钢轨理想位置几何尺寸的偏差。是产生机车车辆系统震动的主要根源。
高低：
指钢轨的高低不平顺。采用一定步长（6.25m）的高低值采样，统筹运算得到。
轨向：
指钢轨的左右方向不平顺。采用一定步长（6.25m）的偏离值采样，统筹运算得到。
超高：
为抵消火车在圆曲线路段上行驶时所产生的离心力，保证火车能安全、稳定、满足设计速度和经济、舒适地通过圆曲线，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡。这种设置称为超高。
正矢:
钢轨在曲线轨道上弯曲成弧形,其半径大小可用一根20米长的绳线拉伸在钢轨的前后两端,而测量绳子中部距钢轨的矢度,称为正矢。
三角坑：
在规定长度内左右两股钢轨交替出现的水平差超过规定值的状态。也称扭曲。

1.2正确的使用
使用该设备前，建议先阅读使用手册。
不管上道测量还是下道避车，都与操作者的和设备的安全密切相关。请严格按照手册中的相关规定操作设备。

1.3 产品服务
请保留产品铭牌上标记有产品的出厂日期及编号，当您与北京精准伟业测控技术有限公司联系服务时，您可能会用到该编号。

1.4 产品概述
1.4.1 结构简介
BJJZ-1A 型轨道检查仪是用于检测轨道静态几何参数的小型推车。它主要有检测机械装置、数据采集分析系统及智能型数据分析处理软件三部分组成；其中：
· 检测机械装置由机架和数据采集仪两部分组成；
· 数据采集分析系统由数据采集分析软件和工业计算机（数据采集仪）组成，数据采集分析 软件在出厂前已安装在所配置工业计算机（数据采集仪）上，可直接使用；
· 智能型数据分析处理软件在出厂前已安装在所配备的工业计算机（数据采集仪）上； 图1-1 BJJZ-1A 型轨道检查仪结构示意图

1.4.2 功能简介
BJJZ-1A 型轨道检查仪主要用于对轨道的静态几何参数即轨距、水平（或超高）、左右轨向及正矢、左右高低及三角坑的检测；
主要功能如下：
· 自带工业计算机（数据采集仪）用于记录并分析数据，同时将测量的真实结果实时显示出来；所有项目现场超限报警功能可立即让检测者标记处大病害的处所。
· 可人机对话，用于记录线路的特征点、道口、站台、固定螺栓脱落。断轨等标记或病害
· 可通过专配智能型数据分析处理软件对检测数据进行进一步的分析，为线路的维护提供科学依据。

第2章 安全指南
BJJZ-1A 型轨道检查仪设计用于铁路线路静态几何参数的测量，在这种环境中工作不可避免存在危险。使用前请务必仔细阅读这些安全说明。
请务必遵守铁道部《铁路技术管理规定》、《铁路线路维修规则》、《铁路工务安全规则》等轨道检查的安全措施和《计量法》的有关规定以及厂家的专业培训要求。
2.1 仪器的使用范围
2.1.1 指定的使用范围

用于对指定铁路轨道静态几何参数即轨道、水平（或超高）、左右轨向及正矢、左右高低及三角坑的检测以及检测数据的管理。

2.1.2 禁用范围

· 在未阅读本用户手册的情况下使用本仪器。
· 将仪器用于指定使用范围以外的其他用途。
· 私自拆卸传感器等主要部件。
· 使用未经北京精准伟业测控技术有限公司同意的其他厂家的附件。
· 缺少安全措施的使用环境下进行测量。
违禁使用会导致损坏。功能失常和破坏。仪器管理人员应给使用人员说明潜在的危害以及如何避免。

2.2 使用注意事项
· 在测量前要确保走行轮的干净，过的的灰尘和油污会影响到测量数据的精度。
· 测量前确保工业计算机（数据采集仪）（数据采集仪）安装可靠，不可靠的安装方式会导致测量数据的错误。
· 请按时对BJJZ-1A 型轨道检查仪进行标定和检定，用没有按时标定和检定过的仪器进行测量可能导致测量结果的不准确。
· BJJZ-1A 型轨道检查仪是高精度的电子测量设备，使用过程中应尽量轻拿轻放，避免磕碰，禁止坐在仪器上休息。
· 其他北京精准伟业测控技术有限公司技术支持人员在培训时强调的有关注意事项。

2.3 责任范围
2.3.1 产品制造商的责任
北京精准伟业测控技术有限公司负责提供安全的产品，包括用户手册以及原装附件。
2.3.2 其他配件制造商的责任
非北京精准伟业测控技术有限公司生产的配件，由此产品相关的制造商负责产品的安全性，并确保与北京精准伟业测控技术有限公司制造的设备联合作业的安全性。
2.3.3 用户的责任
· 阅读并了解产品的安全须知和用户手册中的安全说明。
· 熟悉铁路现场安全规则，以预防事故的发生。
· 一旦仪器出现问题请立即与北京精准伟业测控技术有限公司联系。
△警告
产品管理人员应确保按用户手册及我公司技术支持人员的要求使用本产品，并负责对操作人员的培训与管理及仪器在使用过程中的安全事项。
2.4 危险操作
△警告
缺乏培训或对培训理解不够会导致错误或不适合的操作，故而造成事故，导致人员、物品、经济的损失。
预防：所有操作者必须严格遵守由厂家提供的安全指南和指导。
￠小心
在使用出现故障或是被摔过的仪器时，可能会出现错误的测量结果。
预防：定期检测仪器，特别是在一起非正常使用后或是出现故障并维修后。
△警告
使用未经过北京精准伟业测控技术有限公司认可的电池充电器进行充电时，可能会损坏锂电池，甚至失火或爆炸。
预防：使用北京精准伟业测控技术有限公司配置或推荐的充电器给电池和工业计算机（数据采集仪）充电。
△警告
电池充电器只能在室内使用，在其他环境中使用可能会导致电池受损、失火或爆炸。
预防：在室内充电。
△警告
高压、高温和腐蚀会导致电池泄露、失火或爆炸。
预防：是电池远离高温和高压，不要让电池受腐蚀。

第3章 技术指标
在部分主要介绍BJJZ-1A 型轨道检查仪的各项技术指标
3.1 使用条件指标
操作环境：环境温度-20℃—+50℃，湿度≤90％RH，海拔≤2500m
存储环境：-30℃—+70℃，湿度≤90％RH
推行速度：匀速0.4km/h<V≤8km/h
电源电压：DC 12V（工业计算机（数据采集仪）由自带标准电源供电）
3.2 主要性能指标
采样间隔：0.125m
数据存储：存储5000公里线路检测数据
电池容量：能连续工作8小时；
重 量：≤40kg；
外形尺寸：长×宽×高=1630mm×1360mm×990mm(工作状态)。
3.3 检测项目及系统精度指标
序号
技术指标

检测项目
测量范围
示值误差
备注
1
高低
±100mm
±0.7mm
10m弦
2
轨向
±100mm
±0.7mm
10m弦
3
正矢
±400mm
±1mm
20m弦（对应曲线半径半径450m＜R＜800m)
4
轨距
1410-1470mm
±0.3mm

5
水平及超高（超高掉头误差）
±200mm
±0.3mm（超高掉头误差0.3mm)

6
三角坑
±30mm
±0.5mm
2.4m\6.25m基长（可选）
7
里程
0-9999km
±1‰

8
轨距变化率

1‰、2‰
（可选）

第4章 安装和使用
本部分主要介绍BJJZ-1A 型轨道检查仪的安装和使用方法
4.1概述
· 数据采集分析软件在出厂时已安装在工业计算机（数据采集仪）上，用于现场数据的采集和分析、保存等，用户可直接点击桌面图标使用；

· 检测机械装置和数据采集系统通过数据线进行数据传输；
· 检测机械装置上数据线和工业计算机（数据采集仪）数据线在出厂时已进行了一对一配对设置，用户直接使用即可；
·工业计算机（数据采集仪）带屏幕触摸功能，用户可选择通过触摸屏输入信息。
4.2 安装
以下章节阐述轨道检查仪的整个安装：
4.2.1 轨检车的安装
·将轨向梁（蓝色）和轨距梁（黄色）对接，对接时注意滑轮朝下，数据口都在轨距梁的一侧。如图下：

· 拧上螺母配件

4.2.2 数据线的安装
按照如下方式安装数据线
·将短粗的梁中数据线如下连接，拧紧。

·如下图示意连接计算机数据线。

4.2.3 工业计算机（数据采集仪）的安装
按照如下方式安装工业计算机（数据采集仪）：
· 安装计算机支架：

· 将工业计算机（数据采集仪）放在托架上，并用活动扣将工业计算机（数据采集仪）固定到托架上

4.2.4 智能型数据分析处理软件的安装
智能型数据采集及分析处理软件已经安装到工业计算机上，无需在进行安装，如果需要请将光盘中软件直接复制到工业计算机上，便可直接使用。
4.3 上道前准备工作
4.3.1 上道前检查
· 检查仪器各部分，特别是测量轮和走行轮部分有无松动现象
· 检查仪器数据线连接是否正常
· 检查仪器电池及工业计算机（数据采集仪）电池电量是否充足
数据线连接及点亮的检查按照以下步骤进行：
1. 将轨道检查仪组装一体；
2. 开机（含主机和工业计算机（数据采集仪））；
3. 点击桌面图标进入数据采集分析软件；
等待连接提示，如果提示如下：

修改配置文件或串行端口号。配置文件:”\程序目录\data\config.ini”,修改com = 端口号。
查询端口方法如下：
右键单击我的电脑->管理->端口->通信端口。
3.3.2 上道前传感器零点标定
如果对仪器进行标定，请在出发前对需要标定的传感器进行零点标定，标定要求及方法详见第5章相关内容

4.4 轨道检查
轨道检查作业按以下步骤进行：
1. 仪器组装；
2. 开机；
3. 上道；
4. 为保证曲线测量的完整性，建议用户在离曲线起点20米外的直线地段开始轨道检查作业。
5. 点击桌面图标进入数据采集分析软件；
6. 静止状态下对轨向（正矢）、高低传感器进行零点标定；
7. 输入当前检测线路的线路名、铁路局名称等相关信息，点击“确定”保存信息。

8. 选择“设置”，进行设备的轨向和水平标定。
9. 选择“数据表”，点击下方“开始”按钮，进入测量模式。

10. 推动小车，即可进行全自动测量。
11. 轨道检查过程中根据现场实际情况变换左右轨及输入特征点、标志点等信息；
12. 选择“折线图”可以查看数据的相对波动规律：

13. 推动小车，完成测量路段，数据自动保存在程序文件夹下。
14. 关闭程序，关闭主机电源，下道；
15. 通过智能型数据分析处理软件对测量数据进行分析，具体方法见第6章。
4.4.1 轨向和水平传感器零点标定
仪器在出厂前已经生成出厂标定。仪器在使用后注意清理行走轮，定期对检测车进行固件维护保养。如果小车有严重松动，或发生过撞击、摔击，需要对检测车进行重新标定，标定方法需要在基准轨道上进行，或安装技术人员制定的方式进行标定。
4.4.2 上下道方法
轨道综合检测仪上道按如下步骤进行（下道步骤相反）：
· 两人抬起轨道检查仪
· 先使蓝色轨向梁一侧置于一边钢轨轨面
·轻推轨黄色轨距梁使单轮头收缩，同时放入另一侧轨道内侧。
·上道后请确认3个走行轮均与钢轨顶面贴合才能开始进行轨道检查作业
4.4.3 下道避车
轨道检查作业时如遇来车须下道避车时按如下方法进行：
· 轨道检查仪静止后再钢轨内外侧或枕木上坐下道标记
· 轨道检测“数据表”界面下点击“停止”
· 下道避车
· 避车完毕后上道，按下倒是标记位置放置轨道检查仪
· 轨道测量自动运行界面下点击“开始”
· 继续进行轨道检查作业
4.4.4 道岔区段测量方法
对可动心道岔，BJJZ-1A 型轨道检查仪可直接通过，无需进行特殊操作，其他道岔区段的测量可参照如下方法进行：
·在行进至岔尖中心位置时暂停测量；
·将仪器抬起并平移至另一根轨的相同里程处；
·点击“开始”继续轨道检查；
出道岔时，在轨道检测自动运行界面下输入“岔终”标识后继续测量；
·经过道岔时如果采用直接将仪器抬过道岔区段的测量方法会导致后面测量里程错位，从而影响病害的查找
4.4.5 特征点和标志点
·“特征点”是用于轨道检查时记录曲线的实际特征标志点，包含直点、缓点、圆点、零点、顺坡点
·轨道检查过程中按照曲线走向的下移趋势特性点击相应里程的行，输入“特征点”。
·标志点包含线路标记和缺陷标记，主要用于记录线路上某些特征，包含岔起、岔终、钢轨、枕木等；
4.4.6 测量数据显示
轨道检测自动运行界面下滚动数据显示方式：
轨道和水平值为当前里程点的轨距和水平真实值；
高低、轨向值为当前里程前6.25米点的真实值；
4.4.12 数据正负号标准
·高低钢轨向上凸为正，向下凹为负；
·水平是基准轨高为正，低为负；
·方向、正矢是以沿轨道里程递增方向，钢轨向左凸时为正，向右凸时为负；
4.5 电池工作
·正常条件下（新电池、常温）检测机械装置电池的工作时间为8小时。
·正常条件下（新电池、常温）工业计算机（数据采集仪）电池（两块，可更换）可正常工作8小时。
·较低的温度下使用会降低电池的容量。
4.5.1 省电模式
夜间或暗光状态下作业时，可调低工业计算机（数据采集仪）显示屏亮度，达到省电目的，工业计算机（数据采集仪）屏幕亮度调节方法请参照其自带使用说明书
4.6 电池充电
·请使用北京精准伟业测控技术有限公司配置或推荐的充电器给电池充电；
·请使用工业计算机（数据采集仪）原配充电器对工业计算机（数据采集仪）充电；
·将充电器两端分别接到锂电池充电DC座（工业计算机（数据采集仪）充电DC座）和220v交流电源上对锂电池进行充电。
·充电过程中充电器指示灯为红色，充满电后指示灯变为绿色。
·在8-10小时时间可将锂电池充满电（工业计算机（数据采集仪）为2~4小时）。
注意：请尽量不要在开机状态下对电池进行充电！

第5章 检测原理

1　系统组成
该系统利用安装在手推小车上的倾角传感器、位移传感器、里程传感器采集数据,经过单片机数据处理
把结果直接显示在仪器液晶屏幕上。如有需要还可以
把数据通过USB 口上传至计算机显示波形,打印报
表。系统组成如图1所示。

图1　检测系统组成

　(1)倾角传感器(图2)
倾角传感器采用响应快、精度高的CJRS型气体
摆式倾角传感器,输出能够反映轨道起伏的原始数据。
CJRS系列气体摆式倾角传感器是一种新型传感器,它
的工作介质是气体,敏感元件是热敏丝。在重力场内,
密度大的气体下降,密度小的气体上升。利用热敏丝
加热空气,其周围空气密度减小,由于浮力的存在,热
空气上升,热气流力图保持在竖直向上方向,这就形成
一个具有单摆特性的“气体摆”。利用热敏丝既可以
产生“气体摆”又可以检测“摆”的倾斜角度。CJRS系
列产品包括一维、二维和全方位产品,它具有测量范围
宽、响应快、精度高、寿命长和成本低等优点。

图2 　气体摆式倾角传感器基本结构
　(2)位移传感器
精密直线位移传感器是采用超精密度导电塑料基
片以及铂金电刷组装而成的直线位移传感器(俗称电
子尺, 电阻尺) , 量程10 ～ 100 mm, 线形度达到
0105% ,重复精度01013mm。
(3)里程传感器
里程传感器采用的是常用的回转式光电脉冲增量
编码器。光电脉冲增量编码器把直线机械运动转化为
电脉冲,进而换算成里程数值,完成位置检测。该传感
器精度高、成本低、抗干扰能力也比较强,比较适合应
用于铁路检测仪器。
2　检测原理
小车在轨道上推行,车轮和小车是刚性连接,车轮
随着轨道起伏运动。利用弦测法原理,分别由小车上
一侧的竖直、水平两方向的直线位移传感器的输出反
映单根钢轨竖直、水平两方向的扭曲变化信号。由倾
角传感器得到2根钢轨的水平及外轨超高变化,结合
里程传感器数据即可计算出铁路水平、高低不平顺及
轨道的三角坑。
(1)系统设置
利用4只直线位移传感器和1只倾角传感器分别
安装在一H形手推车上,安装示意见图3。

图3　传感器安装示意
　直线位移传感器1、4分别检测2根钢轨的高低不
平顺。直线位移传感器2、3分别检测2根钢轨的水平
不平顺。直线位移传感器2和直线位移传感器3测量
轨距,倾角传感器检测水平外轨超高。
(2)测量原理(图4)
图4为小车在轨道上行走示意图。AB = 1m,O为
AB 中点, Hn + i为位移传感器测量值,方向垂直AB。

图4　小车在轨道上行走数据采集示意

　小车从轨道上匀速行走,每隔015 m位移传感器
采样一次。作直线an an + 20 ,过an + i作an an + 20的垂线即
Pn + i ,垂线长度差值ΔPn + i即为高低不平顺数值。
(3)参考算法(图5)

图5　数学模型
　由图象知,点A (0, 0) , B (1, 0) , A1 (015,Δx1 )坐标
由点A1 (015,Δx1 ) , A2 (1, 0)坐标及Δx2 的值
利用公式
(015 - x2 ) 2 + (Δx1 - y2 ) 2 +Δx2 =
(015 - 1) 2 + (Δx1 - 0) 2 (1)
(Δx1 - y2 ) / (015 - x2 ) (Δx1 - 0) / (015 - 1) = - 1
(2)
　　求出点Q2 ( x2 , y2 )坐标, 由点A1 , Q2 , 利用Q2 是
A1B1 的中点,即可求点B1 (A3 )的坐标, 同理由点A2 ,
B1 ,可得点Q3 的坐标。
　由A2 , Q3 ,可以求得B2 (A4 )坐标。
类推:点A6 , A7 , A8 ⋯⋯A20都可以求出。
连接点O, H20 ,直线OH20可求。
过点A1 , A2 , A3 ⋯⋯A20作直线OH20的垂线记为p1 ,
p2 , p3 ⋯⋯p20。有点到直线的距离可求p1 , p2 , p3 ⋯⋯
p20 , p1 , p2 , p3 ⋯⋯p20即为高低不平顺。
同样办法也可求出轨向不平顺。利用此办法算法
还可以测出钢轨的曲线半径以及顺坡率。

第6章 包装和运输

请将BJJZ-1A型轨道检查仪各部件放入各自的包装内进行运输。
请不要将各部件的包装箱直接抛入车厢内。
条件不允许放置包装箱时在不受保护的情况下直接将机架和包装箱放置在车上运输。
请不要在装有BJJZ-1A型轨道检查仪机架的包装箱上放置重物。
注意
请按照要求包装和运输仪器，以免造成仪器不必要的损坏！
第7章 维修保养及保修

7.1.日常保养
每天使用仪器后，需要擦拭仪器表面污物，清理走行轮、测量轮及导向轮上的油污；
请勿将仪器贮存在带酸、碱或其他有害介质的库房中；
长期贮存时，建议每隔两个星期对仪器电池进行一次充放电；
7.2.常用易损件的维修
用户可以进行单易损件的维修，如需其他大的维修，请与我公司服务人员联系。
7.3保修服务
l 除传感器、行走轮、测量轮及工业计算机（数据采集仪）外整个设备免费保修12个月；
l 传感器（轨距传感器、水平传感器、里程传感器、方向和高低传感器）免费保修8个月；
l 走行轮及测量轮试用里程500km内损坏免费保修；
l 工业计算机（数据采集仪）及附件保修按产品自身保修规则保修；
l 数据采集软件和智能型数据分析处理软件终生免费升级；
l 由于人为或不可抗力因素造成的仪器损坏不在保修之列；用户可以选择有偿服务；

32

北京精准伟业测控技术有限公司