ITVR20080047A1 - PROCEDURE AND PLANT FOR THE EXTENDED MEASUREMENT AND MONITORING OF THE TENSIONAL STATE OF THE LONG WELDED TRACK (CWR) - Google Patents
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Description
PROCEDIMENTO E IMPIANTO PER LA MISURAZIONE E IL MONITORAGGIO ESTESO DELLO STATO TENSIONALE DEL LUNGO BINARIO SALDATO PROCEDURE AND PLANT FOR THE MEASUREMENT AND EXTENDED MONITORING OF THE STRESS STATE OF THE LONG WELDED RAIL
(CWR) (CWR)
La presente invenzione riguarda un procedimento e un impianto per la misurazione e il monitoraggio dello stato tensionale di una rotaia di un binario ferroviario. The present invention relates to a method and a plant for measuring and monitoring the stress state of a rail of a railway track.
Come è noto, i binari delle linee ferroviarie sono costituiti da più spezzoni saldati tra di loro, così da realizzare il cosiddetto lungo binario saldato o “Continuously Welded Rail” (CWR). As is known, the tracks of the railway lines are made up of several pieces welded together, so as to create the so-called long welded track or “Continuously Welded Rail” (CWR).
Sebbene l’adozione dei binari CWR abbia contribuito a risolvere molti problemi connessi con le sollecitazioni che i binari subiscono al passaggio dei convogli, per tale sistema non è agevole il monitoraggio dello stato tensionale, vale a dire la misurazione delle sollecitazioni termiche, di tensione o compressione su tutta una tratta di binario, le quali possono essere dovute sia ai cambiamenti climatici che a sollecitazioni meccaniche al passaggio dei convogli. Although the adoption of CWR tracks has contributed to solving many problems associated with the stresses that the tracks undergo when the trains pass, for this system it is not easy to monitor the stress state, i.e. the measurement of thermal stresses, tension or compression on a whole section of track, which may be due to both climatic changes and mechanical stresses to the passage of the trains.
Solitamente, durante l’installazione i binari vengono pre-tensionati così da portarli ad avere una lunghezza pari alla lunghezza che avrebbero se il binario fosse ad una temperatura determinata (in Italia tale temperatura essendo 30°). Tale temperatura è definita come: “Stress Free Temperature” (SFT) o temperatura di regolazione delle tensioni interne. Usually, during installation the tracks are pre-tensioned so as to bring them to have a length equal to the length they would have if the track were at a certain temperature (in Italy this temperature being 30 °). This temperature is defined as: “Stress Free Temperature” (SFT) or internal voltage regulation temperature.
La misurazione delle variazioni dalla stress free temperature consente di valutare lo stato tensionale di una rotaia, e quindi del binario. The measurement of the variations from the stress free temperature allows to evaluate the stress state of a rail, and therefore of the track.
Dopo l'installazione, le variazioni stagionali di temperatura ambientale, gli interventi di manutenzione e il cosiddetto curve breathing (ossia gli spostamenti o deformazioni trasversali del binario) possono indurre stati di stress (sollecitazione) che il lungo binario saldato (CWR) non è in grado di tollerare. Considerando poi che il binario deve sopportare il passaggio dei convogli ed eventuali moti sismici, si comprende come sia elevato il rischio che il binario possa subire delle sostanziali deformazioni in senso trasversale o persino rotture in grado di provocare deragliamenti. After installation, seasonal variations in ambient temperature, maintenance interventions and so-called curve breathing (i.e. transverse displacements or deformations of the track) can induce stress states (strain) that the long welded track (CWR) is not in able to tolerate. Considering then that the track must withstand the passage of trains and possible seismic movements, it is understood how high the risk is that the track could undergo substantial deformations in the transverse direction or even breakage capable of causing derailments.
Lungo molte linee ferroviarie vengono effettuate delle osservazioni periodiche dello stato del binario oppure sono stati installati, a titolo sperimentale, degli impianti di segnalazione che utilizzano dei sistemi cosiddetti “strain gauge” (misuratori di deformazione), i quali sono costituiti da involucri contenenti sia un sensore di misurazione sia la rispettiva componentistica elettronica, che vengono saldati o imbullonati a ciascuna rotaia di un binario. I sensori sono elettricamente collegati con un computer preposto a monitorare lo stato di tensione della linea e ad elaborare i dati rilevati dai vari sensori per segnalare eventuali situazioni di rischio o pericolo. Finora i sensori hanno misurato solo le deformazioni del binario, attraverso le quali è stato possibile effettuare il monitoraggio dello stato delle ruote dei convogli di passaggio. A tale proposito, si sono adottati vari sistemi, quale ad esempio il sistema cosiddetto “WILD” che utilizza una pluralità di dispositivi “strain gauge”, i quali vengono posizionati lungo i binari e sono destinati a misurare le deformazioni dei binari al passaggio dei convogli. Grazie a questo tipo di misura è possibile valutare se il treno presenta ruote piatte, eccentriche, scheggiate o comunque difettose. Along many railway lines, periodic observations of the state of the track are carried out or signaling systems have been installed, on an experimental basis, using so-called "strain gauge" systems (deformation meters), which consist of casings containing both a measurement sensor and the respective electronic components, which are welded or bolted to each rail of a track. The sensors are electrically connected to a computer designed to monitor the voltage status of the line and to process the data detected by the various sensors to report any risk or danger situations. So far the sensors have measured only the deformations of the track, through which it has been possible to monitor the condition of the wheels of the passing trains. In this regard, various systems have been adopted, such as the so-called "WILD" system which uses a plurality of "strain gauge" devices, which are positioned along the tracks and are intended to measure the deformations of the tracks as the trains pass. . Thanks to this type of measurement, it is possible to assess whether the train has flat, eccentric, chipped or otherwise defective wheels.
La domanda di brevetto statunitense US-2008/0019701, ad esempio, descrive un sistema di monitoraggio delle deformazioni di un binario al passaggio di un convoglio, il quale prevede l’utilizzo di sensori Fiber Bragg Grating (Sensori in Fibra Ottica con Reticolo di Bragg) sul binario e di una fibra ottica intercettata da ciascun sensore lungo una rotaia, la fibra ottica, da una parte, essendo collegata con una sorgente di energia luminosa e, dall’altra, con un dispositivo analizzatore di segnali. Tale sistema viene utilizzato per valutare alcune caratteristiche di un convoglio che passa sulle rotaie, quali, ad esempio, il numero di assali, la velocità istantanea del convoglio, lo sbilanciamento delle ruote del convoglio. The United States patent application US-2008/0019701, for example, describes a system for monitoring the deformations of a track during the passage of a train, which provides for the use of Fiber Bragg Grating sensors (Optical Fiber Sensors with Bragg Grating ) on the track and of an optical fiber intercepted by each sensor along a rail, the optical fiber, on the one hand, being connected with a light energy source and, on the other, with a signal analyzer device. This system is used to evaluate some characteristics of a train passing on the rails, such as, for example, the number of axles, the instantaneous speed of the train, the unbalance of the wheels of the train.
E' evidente che dal punto di vista della sicurezza e dei processi di manutenzione è auspicabile avere a disposizione un sistema di controllo che sia in grado di monitorare anche lo stato tensionale della linea e che possa prevedere le zone di potenziale pericolo, così da rivelare un eventuale danneggiamento del binario prima che esso si danneggi in modo irreparabile o prima che esso possa provocare deragliamenti o altro tipo di incidente. It is evident that from the point of view of safety and maintenance processes it is desirable to have a control system available that is also able to monitor the voltage state of the line and that can foresee the areas of potential danger, so as to reveal a any damage to the track before it becomes irreparably damaged or before it can cause derailments or any other type of accident.
Attualmente, non esistono sistemi di misurazione in grado di monitorare in continuo lo stato tensionale così da prevenire o comunque prevedere sostanziali deformazioni in senso trasversale o rotture e danneggiamenti tali da mettere il binario a rischio di incidenti. Currently, there are no measurement systems capable of continuously monitoring the stress state so as to prevent or in any case foresee substantial deformations in the transverse direction or breakages and damages such as to put the track at risk of accidents.
Scopo principale della presente invenzione è quello di fornire un procedimento in grado consentire la valutazione e il monitoraggio in continuo dello stato tensionale di un lungo binario saldato CWR. The main object of the present invention is to provide a process capable of allowing the continuous evaluation and monitoring of the stress state of a long CWR welded track.
Un altro scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un impianto per la realizzazione di un procedimento secondo la presente invenzione in grado di valutare e monitorare lo stato tensionale di un lungo binario saldato. Another object of the present invention is to provide a plant for carrying out a process according to the present invention capable of evaluating and monitoring the stress state of a long welded track.
Secondo un primo aspetto della presente, si fornisce un procedimento per la misurazione dello stato tensionale di almeno una rotaia di un lungo binario saldato, comprendente le fasi di: According to a first aspect of the present, a method is provided for measuring the stress state of at least one rail of a long welded track, comprising the steps of:
predisporre: prepare:
- una o una pluralità di coppie di sensori: ciascuna coppia includendo un primo sensore atto ad agire in risposta a variazioni di temperatura ed un secondo sensore atto ad agire in risposta a variazioni di temperatura e deformazione longitudinale in un tratto di rotaia; - one or a plurality of pairs of sensors: each pair including a first sensor adapted to act in response to variations in temperature and a second sensor adapted to act in response to variations in temperature and longitudinal deformation in a rail section;
- almeno un mezzo emettitore di almeno un fascio di energia luminosa disposto lontano da detta una o una pluralità di coppie di sensori; - at least one emitting means of at least one light energy beam disposed away from said one or a plurality of sensor pairs;
- almeno una centralina di interrogazione destinata a ricevere il fascio di energia luminosa passato/riflesso attraverso/da detta una o una pluralità di sensori; - at least one interrogation control unit intended to receive the beam of light energy passed / reflected through / from said one or a plurality of sensors;
- almeno un’unità di elaborazione dei dati raccolti dalla centralina; e - almeno una fibra ottica: destinata a collegare otticamente almeno un mezzo emettitore con ciascun sensore e con detta centralina di interrogazione; - at least one processing unit of the data collected by the control unit; and - at least one optical fiber: intended to optically connect at least one emitter means with each sensor and with said interrogation control unit;
attivare almeno un mezzo emettitore per alimentare almeno un fascio di energia luminosa all’una o una pluralità di coppie di sensori; e activate at least one emitter means to feed at least one beam of light energy to one or a plurality of pairs of sensors; And
elaborazione da parte dell’almeno un’unità di elaborazione, sulla base dei segnali ricevuti dalla centralina di interrogazione, dello stato tensionale della rotaia. processing by the at least one processing unit, based on the signals received from the interrogation control unit, of the stress state of the rail.
Secondo un altro aspetto della presente invenzione si mette a disposizione un impianto di valutazione in continuo dello stato tensionale esteso di una rotaia di un lungo binario saldato per la realizzazione del procedimento di cui sopra, comprendente: According to another aspect of the present invention, a system for continuous evaluation of the extended stress state of a rail of a long welded track is made available for carrying out the above process, comprising:
- una o una pluralità di coppie di sensori: ciascuna coppia includendo un primo sensore atto ad agire in risposta a variazioni di temperatura ed un secondo sensore atto ad agire in risposta a variazioni di temperatura e deformazione longitudinale in un tratto di rotaia; - one or a plurality of pairs of sensors: each pair including a first sensor adapted to act in response to variations in temperature and a second sensor adapted to act in response to variations in temperature and longitudinal deformation in a rail section;
- almeno un mezzo emettitore di almeno un fascio di energia luminosa disposto lontano da detta una o una pluralità di coppie di sensori; - at least one emitting means of at least one light energy beam disposed away from said one or a plurality of sensor pairs;
- almeno una centralina di interrogazione destinata a ricevere detto fascio di energia luminosa passato/riflesso attraverso/da detta una o una pluralità di sensori; - at least one interrogation control unit intended to receive said beam of light energy passed / reflected through / from said one or a plurality of sensors;
- almeno un’unità di elaborazione dei dati raccolti dalla centralina; - at least one processing unit of the data collected by the control unit;
- almeno una fibra ottica: destinata a collegare otticamente almeno un mezzo emettitore con ciascun sensore e con detta centralina di interrogazione; - at least one optical fiber: intended to optically connect at least one emitter means with each sensor and with said interrogation control unit;
Con riferimento all’unica figura allegata, si è illustrato un binario 1, comprendente due rotaie 1a, 1b, una pluralità di coppie (nella Figura sono illustrate tre coppie ma si comprenderà che potranno essere di più) di sensori 2a, 2b, un mezzo emettitore di almeno un fascio di energia luminosa 3, una centralina di interrogazione 4 dei sensori, una fibra ottica 5 e un elaboratore 6 (computer) destinato a ricevere e elaborare dati dalla centralina. La centralina di interrogazione 4, vantaggiosamente comprende un analizzatore di spettro ottico, ad esempio un monocromatore ed un'interfaccia opto-elettronica di acquisizione del segnale. La fibra ottica 5 è destinata a collegare otticamente il mezzo emettitore 3 con i sensori della deformazione 2a, 2b e con l’analizzatore di spettro 4. With reference to the only attached figure, a track 1 has been shown, comprising two rails 1a, 1b, a plurality of pairs (three pairs are shown in the figure but it will be understood that there may be more) of sensors 2a, 2b, a means emitter of at least one beam of light energy 3, an interrogation control unit 4 of the sensors, an optical fiber 5 and a processor 6 (computer) intended to receive and process data from the control unit. The interrogation control unit 4 advantageously comprises an optical spectrum analyzer, for example a monochromator and an opto-electronic signal acquisition interface. The optical fiber 5 is intended to optically connect the emitter medium 3 with the strain sensors 2a, 2b and with the spectrum analyzer 4.
Vantaggiosamente la fibra ottica presenta un “array” o sequenza di sensori. Ciascun punto di misurazione è costituito da due sensori, fissati sull’asse neutro di una rotaia, un primo sensore 2b destinato a misurare variazioni di temperatura della rotaia stessa, ed un secondo sensore 2a solidale in senso longitudinale con il binario, destinato a misurarne la variazione della coppia di grandezze costituita da deformazioni longitudinali della rotaia, e temperatura. Advantageously, the optical fiber has an “array” or sequence of sensors. Each measurement point consists of two sensors, fixed on the neutral axis of a rail, a first sensor 2b intended to measure variations in the temperature of the rail itself, and a second sensor 2a integral longitudinally with the track, intended to measure its variation of the pair of quantities constituted by longitudinal deformations of the rail, and temperature.
Ancor più vantaggiosamente, entrambi i sensori sono del tipo Fiber Bragg Grating (FBG) e vengono predisposti su una superficie metallica la quale a sua volta può essere direttamente fissata sul binario, mediante microsaldatura elettrica. Per l’istallazione dei sensori il binario verrà pulito unicamente localmente così da consentire il fissaggio dei sensori direttamente sulla rotaia. Even more advantageously, both sensors are of the Fiber Bragg Grating (FBG) type and are arranged on a metal surface which in turn can be fixed directly on the track, by electrical micro-welding. For the installation of the sensors, the track will be cleaned only locally so as to allow the sensors to be fixed directly on the rail.
Come è noto i sensori FBG sono elementi ottici diffrattivi, presenti in zone prestabilite della fibra, i quali hanno proprietà di riflettere la luce incidente con lunghezza d’onda che è funzione lineare della temperatura e delle deformazioni subite dalla fibra ottica nella zona di interesse. As is known, FBG sensors are diffractive optical elements, present in predetermined areas of the fiber, which have the property of reflecting incident light with a wavelength that is a linear function of the temperature and of the deformations undergone by the optical fiber in the area of interest.
Un fascio di energia luminosa sarà quindi inviato dalla sorgente nella fibra 5, e intercetterà i sensori 2a, 2b, a reticolo di Bragg, e sarà, almeno parzialmente, riflesso verso l’analizzatore di spettro 4, che analizzerà i segnali ricevuti ed invierà i dati all’elaboratore 6, il quale li elaborerà e misurerà lo stato tensionale della rotaia, in particolare la SFT o temperatura di regolazione delle tensioni interne. A beam of light energy will then be sent from the source into the fiber 5, and will intercept the Bragg grating sensors 2a, 2b, and will be, at least partially, reflected towards the spectrum analyzer 4, which will analyze the received signals and send the data to the processor 6, which will process them and measure the stress state of the rail, in particular the SFT or regulation temperature of the internal stresses.
Un impianto secondo la presente invenzione presenta, di preferenza, un separatore di fascio 7 (beam splitter) il quale è destinato ad intercettare il fascio trasmesso lungo la fibra ottica ed è disposto tra mezzo emettitore-centralina di interrogazione, da una parte, e sensori, dall’altra parte. A plant according to the present invention preferably has a beam splitter 7 which is intended to intercept the beam transmitted along the optical fiber and is arranged between the emitter-interrogation control unit, on the one hand, and sensors. , on the other side.
Al fine di agevolare l’installazione dei sensori, si utilizzeranno fibre composte di più spezzoni, ciascuno di alcune centinaia di metri, i quali verranno connessi tra di loro mediante apposite giunzioni, le quali assicurano una “perdita di inserzione” minore di 0,3dB, come è noto allo stato della tecnica. Sarà quindi possibile interrompere, all’occorrenza, l’installazione, riprendendola anche in momenti successivi, potendo comunque monitorare lo stato tensionale anche con impianto solo parzialmente installato. Tale soluzione inoltre facilita eventuali interventi di manutenzione sulla linea. In order to facilitate the installation of the sensors, fibers made up of several pieces will be used, each of a few hundred meters, which will be connected to each other by means of special junctions, which ensure an "insertion loss" of less than 0.3dB , as is known in the state of the art. It will therefore be possible to interrupt, if necessary, the installation, resuming it also at later times, being able to monitor the voltage state even with the system only partially installed. This solution also facilitates any maintenance interventions on the line.
Di preferenza, la fibra è monomodale, vale a dire una fibra ottica che consente una sola modalità di propagazione ottica, ed incanalata, nella parte non sensibile quella cioè non in corrispondenza dei sensori FBG, in un condotto/guaina di un tipo adatto qualsiasi. Tale guaina sarà poi fissata alla rotaia tramite un adatto collante, ad esempio a base di resina epossidica monocomponente idroindurente o semplice silicone. Preferably, the fiber is single-mode, that is to say an optical fiber which allows only one optical propagation mode, and channeled, in the non-sensitive part that is not in correspondence with the FBG sensors, in a conduit / sheath of any suitable type. This sheath will then be fixed to the rail by means of a suitable glue, for example based on one-component hydro-hardening epoxy resin or simple silicone.
L’intervallo di distanza tra coppie di sensori potrà variare a seconda delle esigenze. The distance interval between pairs of sensors may vary according to needs.
Con il procedimento secondo la presente invenzione si è in grado di misurare lo stato tensionale di una rotaia in un binario mediante una grandezza indiretta, la Stress Free Temperature (SFT), che viene ricavata da 2 misure contemporanee nello stesso punto della rotaia relative alla deformazione e alla temperatura, ciascuna misura essendo effettuata per mezzo di un rispettivo sensore FBG. With the method according to the present invention it is possible to measure the stress state of a rail in a track by means of an indirect quantity, the Stress Free Temperature (SFT), which is obtained from 2 simultaneous measurements in the same point of the rail relating to the deformation and at the temperature, each measurement being carried out by means of a respective sensor FBG.
Supponendo di aver determinato la SFT di un materiale in un determinato istante, poiché per un oggetto non sottoposto a vincoli si ha ∆L/L = α∆T, se dopo di questo istante si misura una deformazione ε = ∆L/L, allora la variazione della SFT sarà data da ∆T0= ε/α. Assuming that we have determined the SFT of a material in a given instant, since for an object not subject to constraints we have ∆L / L = α∆T, if after this instant we measure a deformation ε = ∆L / L, then the variation of the SFT will be given by ∆T0 = ε / α.
Per la valutazione della SFT è quindi necessario determinare sostanzialmente contemporaneamente la deformazione longitudinale del binario e la sua temperatura. For the evaluation of the SFT it is therefore necessary to substantially determine the longitudinal deformation of the track and its temperature at the same time.
Un sensore FBG può essere fissato direttamente ad un materiale soggetto a deformazioni a causa della temperatura, e allora la variazione della lunghezza d’onda ritornata da un sensore FBG sarà data da ∆λ/λ = (α+β) ∆T, in cui β è il coefficiente termo-ottico della fibra (pari a 6.9 * 10<-6>°C<-1>), mentre α è il coefficiente di dilatazione termica del materiale al quale la fibra è fissata. An FBG sensor can be fixed directly to a material subject to deformation due to temperature, and then the variation of the wavelength returned by an FBG sensor will be given by ∆λ / λ = (α + β) ∆T, in which β is the thermo-optical coefficient of the fiber (equal to 6.9 * 10 <-6> ° C <-1>), while α is the thermal expansion coefficient of the material to which the fiber is attached.
In alternativa il sensore può essere fissato su di un supporto metallico a sua volta fissato sul materiale soggetto a deformazioni, e in tal caso non è compromessa la rigidità del fissaggio, in quanto il coefficiente di dilatazione termica del sensore è molto minore di quello del metallo (valori tipici sono 5,5 * 10<-7>°C<-1>per il sensore, mentre per i metalli sono nell’ordine di 10<-5>°C<-1>). Alternatively, the sensor can be fixed on a metal support in turn fixed on the material subject to deformation, and in this case the rigidity of the fixing is not compromised, since the thermal expansion coefficient of the sensor is much lower than that of the metal. (typical values are 5.5 * 10 <-7> ° C <-1> for the sensor, while for metals they are in the order of 10 <-5> ° C <-1>).
Un procedimento secondo la presente invenzione prevede quindi di installare almeno due sensori sull’asse neutro del binario, almeno uno dei quali 2a fissato rigidamente ad una rotaia, destinato quindi a rilevarne la deformazione e la variazione di temperatura, e almeno un altro fissato su di un supporto metallico non rigidamente vincolato alla rotaia, cosicché esso 2b misura unicamente la temperatura della rotaia. A method according to the present invention therefore provides for the installation of at least two sensors on the neutral axis of the track, at least one of which 2a rigidly fixed to a rail, therefore intended to detect its deformation and temperature variation, and at least another fixed on a rail a metal support not rigidly constrained to the rail, so that it 2b only measures the temperature of the rail.
Per valutare la precisione del calcolo si può considerare un errore nella determinazione della lunghezza d’onda ritornata dal sensore pari 3 pm, quindi l’errore commesso nel calcolo della deformazione è (considerando che kλ = 1,2 * 106 pm e α pari a circa 5 µε, si ha un errore nel calcolo della variazione della SFT di (5/11,8)°C = 0,4 °C. To evaluate the accuracy of the calculation, an error in the determination of the wavelength returned by the sensor can be considered equal to 3 pm, therefore the error committed in the calculation of the deformation is (considering that kλ = 1.2 * 106 pm and α equal to about 5 µε, there is an error in the calculation of the SFT variation of (5 / 11.8) ° C = 0.4 ° C.
Per quanto riguarda invece la temperatura, l’errore è invece (con αacc β)λ = 29 pm/°C)) pari a circa (3/29)°C = 0,1°C. As for the temperature, the error is instead (with αacc β) λ = 29 pm / ° C)) equal to approximately (3/29) ° C = 0.1 ° C.
A partire dalla variazione della SFT e della temperatura si possono ricavare facilmente anche altre grandezze utili per stabilire il corretto funzionamento della rotaia. Starting from the variation of the SFT and the temperature, it is also possible to easily obtain other useful quantities to establish the correct functioning of the rail.
È possibile ad esempio valutare lo stress sulla rotaia (o meglio anche in questo caso la variazione di stress) dato da σ = E(α∆T-ε) = Eα(∆T-∆T0), in cui E è il modulo di elasticità dell’acciaio pari a circa 200 GPa, su cui abbiamo perciò un’accuratezza di circa 1MPa. For example, it is possible to evaluate the stress on the rail (or better also in this case the variation in stress) given by σ = E (α∆T-ε) = Eα (∆T-∆T0), in which E is the modulus of elasticity of steel equal to about 200 GPa, on which we therefore have an accuracy of about 1MPa.
A partire dallo stress possiamo poi ricavare la forza di compressione che agisce sulla rotaia data semplicemente da F = σA, in cui A è l’area della sezione della rotaia. Starting from the stress we can then derive the compressive force acting on the rail given simply by F = σA, in which A is the area of the rail section.
Per misurare la SFT con i sistemi sinora proposti è necessario “fare uno zero” del binario stesso, vale a dire valutare le sue caratteristiche quando non è sottoposto a sollecitazioni. Al fine di condurre tale operazione è necessario tagliare il binario e rimuoverne i vincoli, o in alternativa sollevare il binario e condurre delle misurazioni statiche. To measure the SFT with the systems proposed so far, it is necessary to "make a zero" of the track itself, that is to say, to evaluate its characteristics when it is not subjected to stress. In order to carry out this operation it is necessary to cut the track and remove its restraints, or alternatively to lift the track and carry out static measurements.
Con un procedimento in accordo con la presente invenzione è possibile quindi monitorare e registrare in continuo lo stress longitudinale e la temperatura locale di un tratto o di un’intera linea ferroviaria, e quindi valutare in continuo e in tempo reale la variazione della SFT. With a process in accordance with the present invention, it is therefore possible to continuously monitor and record the longitudinal stress and the local temperature of a section or an entire railway line, and then continuously and in real time evaluate the variation of the SFT.
Potendo quindi avere i dati in tempo reale è possibile controllare immediatamente eventuali stati anomali di tensione sulle rotaie che possono compromettere la sicurezza dei convogli. Therefore, being able to have the data in real time, it is possible to immediately check any anomalous states of tension on the rails that can compromise the safety of the trains.
Con una diversa elaborazione dei dati disponibili il presente sistema può inoltre essere utilizzato per monitorare la posizione, la velocità, lo stato dei carrelli (ad esempio il numero degli assi) e delle ruote (ad esempio eccentricità e appiattimento) dei convogli, semplicemente mutando il software di elaborazione dati e posizionando in maniera adeguata i sensori. With a different processing of the available data, this system can also be used to monitor the position, speed, status of the carriages (for example the number of axles) and of the wheels (for example eccentricity and flattening) of the trains, simply by changing the data processing software and positioning the sensors in an appropriate manner.
Con un procedimento secondo la presente invenzione si hanno una serie di vantaggi rispetto ai procedimento proposti sino ad oggi, vale a dire: With a process according to the present invention there are a series of advantages with respect to the process proposed up to now, namely:
• una completa immunità da interferenze elettromagnetiche esterne e totale assenza di segnali elettrici generati dal sistema “in situ” in quanto i sensori FBG non sono elettricamente alimentati; • complete immunity from external electromagnetic interference and total absence of electrical signals generated by the “in situ” system as the FBG sensors are not electrically powered;
• un monitoraggio in continuo e accessibilità pressoché immediata ai dati (SFT e altri); • continuous monitoring and almost immediate access to data (SFT and others);
• un fissaggio dei sensori al binario non invasivo e semplice da effettuare; • aggiornamento del software direttamente sulla centralina senza dover quindi sostituire i sensori; • a non-invasive and easy to carry out fixing of the sensors to the track; • software update directly on the control unit without having to replace the sensors;
• si può incrementare il numero dei sensori e quindi i punti di misura con costi inferiori rispetto ad i sistemi tradizionali, in quanto il sistema non ha un numero definito di sensori per centralina di misura. • it is possible to increase the number of sensors and therefore the measurement points with lower costs than traditional systems, as the system does not have a defined number of sensors per measurement control unit.
Il procedimento sopra descritto è suscettibile di numerose modifiche e varianti entro l’ambito di protezione definito dal tenore delle rivendicazioni. The process described above is susceptible to numerous modifications and variations within the scope of protection defined by the content of the claims.
La centralina potrebbe essere posta in direzione opposta al mezzo emettitore, e in tal caso valuterà lo stato tensionale del sistema sulla base della porzione di fascio di energia luminosa assorbito dai reticoli di Bragg. The control unit could be placed in the opposite direction to the emitting means, and in this case it will evaluate the tension state of the system on the basis of the portion of the beam of light energy absorbed by the Bragg gratings.
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