کاربرد شیب سنج ها در صنایع ریلی (راه‌­آهن و مترو):

به طور کلی شیب سنج ها در صنایع ریلی دو کارکرد اساسی دارند که عبارتند از:

• نظارت بر نصب صحیح خطوط ریلی
• پایش و کنترل پدیده خمش ریل ها در طولانی مدت

که به طور مختصر هر یک از کاربردها به شرح زیر :

نظارت بر نصب صحیح خطوط ریلی:

در مراحل ساخت و نصب مسیرهای ریلی شیب سنج ها می­توانند نقش مهمی ایفا کنند. یکی از حساس ترین و مهم­ترین عوامل تاثیرگذار در ساخت مسیرهای ریلی هم ترازی بین دو خط ریل در طول مسیر می­باشد.

راه حل:

برای سنجش هم ترازی دو خط ریل به راحتی می توان با استفاده از یک سنسور شیب سنج و یک میله دقیق نگهدارنده افقی، همانند شکل ۲ اقدام به سنجش هم ترازی ریل­ها نمود.
برای این منظور شیب سنج های دیجیتالی با بازه اندازه گیری کم، دقت و پایداری دمایی بالا نیاز است تا در محیط های عملیاتی کارآیی کافی را داشته باشند.
یکی از نکات حائز اهمیت در استفاده از شیب سنج ها در صنایع ریلی، تغییرات دمایی محیطی در فصول و زمان­های متنوع است. به همین دلیل بسیار مهم است که سنسورها پایداری دمایی بالا داشته باشند تا بتوانند دقت خود را در شرایط دمایی متنوع حفظ کنند.

استفاده از شیب سنج دیجیتال برای سنجش میزان هم ترازی در سطح ریل ها

پایش و کنترل پدیده خمش ریل ها در طولانی مدت:

ریل­ ها در طولانی مدت، خصوصاً بر اثر سرعت زیاد قطارها، تاثیرات آب و هوایی و خستگی­های سازه دچار خمش می­شوند که این موضوع در صورتیکه به درستی کنترل و مدیریت نشود، می­تواند منجر به حوادث ریلی گردد.

با توجه به شکل 3، عبور و مرور وسایل نقلیه ریلی، نیروی دینامیکی بالایی تولید می­کند که اصطلاحاً به ریل­ها استرس (stress) وارد می­نماید. مداوم بودن این استرس ایجاد شده باعث می­شود به مرور زمان ریل­ها از موقعیت اولیه خود منحرف شوند و تاب بردارند (مطابق با شکل 3 که ریل­ها به اندازه نوار قرمز رنگ تاب برداشته است). اگر این آسیب بیش از حد زیاد شود، برای جلوگیری از آسیب رسیدن به وسیله نقلیه ریلی و همچنین مسافرین آن باید زیر پایه­های بتنی ریل را با سنگ و ماسه دوباره پر کنند که این کار تمپینگ (Tamping) و به دستگاهی که این کار را انجام می­دهد (Tamping Machine) گفته می­شود. شکل 4 نحوه اجرای این فرآیند را نشان می­دهد.
مهمترین مسئله، تشخیص میزان و شدت انحراف در راستای بازسازی و ترمیم به موقع ریل هاست تا از آسیب های جدی به وسایل نقلیه ریلی و مسافران پیشگیری شود.

راه حل:

به منظور تشخیص شدت انحراف ریل ها می­توان از دو روش استفاده نمود. در روش اول می بایست به کمک شیب سنج دیجیتال و یک مکانیزم همانند (شکل 5) در طول ریل ها حرکت کرد و میزان زاویه انحراف و عدم هم ترازی ریل ها را تعیین کرد. پس از تشخیص، موقعیت ریل های منحرف شده و میزان دقیق انحراف را به دستگاه (Tamping Machine) گزارش می دهند.

 پایه شیب سنج به منظور بررسی میزان خمش ریل ها

به عنوان راه حل دوم می­توان از سنسور شیب سنج (به جای شیب سنج دیجیتال) استفاده کرد. استفاده از سنسورهای شیب سنج امکان پایش دائمی و بدون نیاز به بازدید مداوم و صرف هزینه نیروی اضافی فراهم می آورد. اطلاعات سنسورها می تواند به مرکز کنترل ریلی ارسال شود و پایشی دائمی از وضعیت خطوط ریلی به عمل آورد. به این ترتیب، تاثیرات منفیِ عواملی از جمله خمش ریل­ها یا نشست زمین در اثر گذشت زمان یا بارش باران و… به طور دائم تحت پایش خواهند بود. استفاده از روش پایش دائم با سنسور شیب سنج ضریب امنیت سیستم ریلی را به طرز چشمگیری افزایش می­دهد.

کاربرد سنسورهای شیب سنج در پایش و کنترل ریل ها