اندازه گیری کرنش ریل در خطوط راه آهن با استفاده از حسگر کرنش فیبر نوری

با توجه به خواص ذاتی حسگرهای توری براگ فیبر نوری، امروزه این ادوات در بسیاری از سازه ها برای ارزیابی و پایش سلامت و وضعیت سازه ها مورد استفاده قرار می گیرند. توری براگ فیبر با ایجاد یک آشفتگی متناوب در ضریب شکست هسته ی فیبر نوری در امتداد محور آن، با دوره تناوبی معلوم ساخته می شود. هنگامی که نور به توری براگ فیبر تابیده می شود طول موج خاصی از نور که در شرط براگ صدق می کند بازتاب کرده و طول موج های دیگر را از خود عبور می دهد. با توجه به توانمندی و قابلیت حسگر کرنش فیبر توری براگ می توان برای نظارت بر محل حرکت و سرعت قطار، کنترل وضعیت مسیر ریل از جهت وجود ترک، ارزیابی کیفیت چرخ های ناوگان از منظر صافی و اعوجاج و همچنین شناسایی اضافه بار در مهندسی راه آهن استفاده کرد. هدف این مقاله، طراحی حسگر کرنش فیبر نوری برای اندازه گیری کرنش ریل در خطوط راه آهن می باشد. در این راستا، ابتدا یک مدل عددی سه بعدی از چرخ با پروفیل S۱۰۰۲ با قطر ۹۲۰ میلیمتر که برروی ریل UIC۶۰ قرار گرفته، در نرم افزار المان محدود آباکوس توسعه داده شد. مدل عددی، با استفاده از روابط تئوری و نتایج تجربی کرنش سنج الکتریکی نصب شده بر روی ریل برای نقاط مشخص صحت سنجی گردید. در ادامه، با استفاده از حسگر کرنش فیبر نوری ساخته شده از دو توری براگ فیبر نوری، کرنش برروی ریل ها با همان شرایط مدلسازی بدست آمد. براساس نتایج بدست آمده مشخص گردید، حساسیت حسگر کرنش فیبر نوری ۰.۰۳۱۱۶ % /μϵ می باشد

Keywords:

توری براگ , حسگر کرنش , فیبرنوری , ریل.