A composite fibre optic sensor for detecting the pressure force generated by the passage of a wheel of a rail vehicle, its arrangement and the method of detecting this pressure force using this arrangement

• Main Authors: Jaroš, Jakub, Vašinek, Vladimír, Krenželok, Tomáš, Fajkus, Marcel, Soural, Tomáš, Jargus, Jan, Nedoma, Jan
• Format: Patent
• Language: Czech; English
• Published: 06.09.2023
• Subjects: ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC; GUIDING RAILWAY TRAFFIC; MEASURING; MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER,MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICS; RAILWAYS; TESTING; TRANSPORTING

Kompozitní optovláknový senzor (14) pro detekci tlakové síly, vznikající průjezdem kola kolejového vozidla obsahuje pouzdro, první elasticky deformovatelný člen (3) uložený v pouzdře a optické vlákno uložené v prvním elasticky deformovatelném členu (3) a propojitelné s vyhodnocovací jednotkou obsahující zdroj světla, detektor a procesor. První elasticky deformovatelný člen (3) obsahuje na jedné straně první deformační plochu, ve které je uspořádán alespoň jeden nepřerušovaně probíhající zářez (6) pro uložení optického vlákna. V zářezu (6) je uspořádán alespoň jeden první deformační výstupek (5a), který je nižší než hloubka zářezu (6) a který je konfigurován tak, že přenesením tlakové síly přes pouzdro a první elasticky deformovatelný člen (3) na první deformační výstupek (5a) a zatlačením prvního deformačního výstupku (5a) na optické vlákno je způsoben reverzibilní mikroohyb optického vlákna. První deformační výstupek (5a) je zhotoven z plastu. Uspořádání tohoto kompozitního optovláknového senzoru (14) je takové, že je uložen pod patou kolejnice a na podkladnici, přičemž oba konce optického vlákna jsou propojeny s optickým kabelem, který je dále propojen s vyhodnocovací jednotkou obsahující zdroj světla, detektor a procesor. Předmětem ochrany je také způsob detekce tlakové síly vznikající průjezdem kola kolejového vozidla pomocí shora objasněného uspořádání. The composite optical fibre sensor (14) for detecting the pressure force, in particular for detecting the passage of a wheel of a rail vehicle, includes a housing, the first elastically deformable element (3) housed in the housing and an optical fibre housed in the first elastically deformable element (3) and connectable to an evaluation unit containing a light source, a detector and a processor. The first elastically deformable element (3) contains, on one side, the first deformation surface, in which at least one continuously extending notch (6) is arranged for accommodating the optical fibre. At least one first deformation projection (5a) is arranged in the notch (6), which is lower than the depth of the notch (6) and which is configured so that by transferring the compressive force through the housing and the first elastically deformable element (3) to the first deformation projection (5a) and by pushing the first deformation projection (5a) on the optical fibre, reversible micro-bending of the optical fibre is caused. The first deformation projection (5a) is made of plastic. The arrangement of this composite fibre optic sensor (14) is such that it is placed under the base of the rail and on the substrate, while both ends of the optical fibre are connected to an optical cable, which is further connected to an evaluation unit containing a light source, a detector and a processor. The subject of protection also consists in the method for detecting the pressure force generated by the passage of a wheel of a rail vehicle using the arrangement explained above.