光纖光柵傳感器技術(shù)為高鐵保駕護(hù)航

【亞洲儀表網(wǎng)訊】近年來(lái)，中國(guó)高鐵網(wǎng)發(fā)展越來(lái)越快，2016年是國(guó)家高鐵“走出去”的計(jì)劃元年。為保證高鐵可在不同環(huán)境下安全運(yùn)行，香港理工大學(xué)國(guó)家軌道交通電氣化與自動(dòng)化工程技術(shù)研究中心香港分中心研發(fā)的光纖光柵傳感器將隨高鐵一起走出國(guó)門，為千萬(wàn)人出行保駕護(hù)航。

光纖光柵傳感器技術(shù)為高鐵保駕護(hù)航（網(wǎng)絡(luò)配圖）

據(jù)香港理工大學(xué)倪一清教授介紹，我們平時(shí)搭乘列車，有時(shí)會(huì)覺(jué)得震動(dòng)很大，乘車不舒服，這就是列車車輪出現(xiàn)了扁疤或者多邊形。扁疤雖然只有幾微米，但因?yàn)楦哞F運(yùn)行速度快，卻會(huì)對(duì)高鐵產(chǎn)生極大震動(dòng)。而傳感器的作用，就是發(fā)現(xiàn)列車哪些地方出現(xiàn)了扁疤。

所謂光纖光柵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其實(shí)就是將碳纖維拉成光纖，再刻成光柵以安裝在列車和鐵軌上的傳感器。光柵接收到激光信號(hào)后，會(huì)有反射波長(zhǎng)，根據(jù)列車不同位置光柵反射回的波長(zhǎng)情況，就可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)列車安全。

高鐵線路復(fù)雜多樣，放置傳感器成為了一個(gè)大問(wèn)題。據(jù)倪教授介紹，光纖傳感器的高明之處就在于利用鐵軌監(jiān)測(cè)列車，即在鐵軌的某一小段放置傳感器，只要保證傳感器鋪放長(zhǎng)度稍大于一個(gè)車輪周長(zhǎng)，就能將所有經(jīng)過(guò)這一段的列車車輪全部監(jiān)測(cè)一次。同理，也可利用在車輪上放置傳感器監(jiān)測(cè)鐵軌。

對(duì)于光纖光柵傳感器的優(yōu)勢(shì)，倪教授認(rèn)為，一方面，傳統(tǒng)的傳感器使用電信號(hào)會(huì)受到火車及鐵軌產(chǎn)生的電磁信號(hào)干擾，而光纖則不存在這個(gè)問(wèn)題；另一方面，中心研發(fā)的傳感器質(zhì)量小，可直接安裝在高鐵上，并不影響列車正常運(yùn)行。

目前，中心希望站在更高的角度為國(guó)家高鐵戰(zhàn)略提供幫助。倪教授展示了分中心的多個(gè)研究方向，其中不少課題都極具前瞻性，例如有教授提出將高鐵列車作為移動(dòng)大氣觀測(cè)平臺(tái)，通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，高鐵跑到哪里，就可以收集當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，或能為天氣預(yù)報(bào)、霧霾研究等提供支持。

在倪教授看來(lái)，這樣的研究恰逢其時(shí)。現(xiàn)在，中國(guó)高鐵出口到不少發(fā)達(dá)國(guó)家，他們考慮層面比想像要廣闊，如對(duì)環(huán)境的影響、能否達(dá)到零能源損耗等。只將高鐵當(dāng)成一個(gè)交通工具來(lái)研究已經(jīng)過(guò)時(shí)，對(duì)高鐵與外部環(huán)境的關(guān)系看做整體來(lái)研究才是未來(lái)新趨勢(shì)。同時(shí)，倪教授希望，傳感器能夠成為列車的一個(gè)部分，而不再需要分開(kāi)安裝，只有這樣，高鐵才能成為一個(gè)智能化的產(chǎn)品。