MS2R. Monitoring system stress railway. Studio, progettazione e prototipazione di un sistema per il monitoraggio continuo da remoto dello stato di sforzo nella lunga rotaia saldata

This thesis, created in collaboration with the company Alpha Caesar S.r.l., consists in the study and experimentation of an innovative system that allows the continuous remote monitoring of the stress state of the long welded rails in operation. Verification of the correct behavior of the long welded rails. in operation it is essential in order to guarantee traffic safety. The control methods existing today are, for the most part, of a destructive or semi-destructive nature; in addition, in order to allow its use, it is necessary to arrange an interruption to railway traffic, compromising its regularity. These methods just mentioned are therefore characterized by a discontinuous nature: to obtain the longitudinal stress values acting on the rail it is necessary to go to the site with men and vehicles, with all the resulting disadvantages, both in terms of time and in terms of costs. The system developed in this paper is, on the contrary, a system of a continuous nature. In the sections particularly susceptible to thermal deformations, the positioning of a device formed by a circuit with a microcontroller, a load cell and a temperature sensor is envisaged. The load cell, clamped to the rail base, reads the deformation while the microcontroller processes the data transforming it into longitudinal stress and transmitting it remotely. In this way, using software created with the LabVIEW program, it was possible to create a user interface that allows convenient remote interrogation of the system, having the only constraint in the presence of an Internet connection. The results obtained were encouraging but, especially for the calibration phase of the load cell, will require further study.

Il presente elaborato di Tesi, realizzato in collaborazione con la società Alpha Caesar S.r.l., consiste nello studio e nella sperimentazione di un sistema innovativo che consenta il monitoraggio continuo da remoto dello stato tensionale nella lunga rotaia saldata. La verifica del corretto comportamento della lunga rotaia saldata in esercizio è fondamentale al fine di garantire la sicurezza della circolazione. I metodi di controllo esistenti oggigiorno sono, per la maggior parte, di carattere distruttivo o semi-distruttivo; inoltre, al fine di permetterne l’utilizzo, è necessario predisporre un’interruzione alla circolazione ferroviaria, andando a comprometterne la regolarità. Tali metodi appena citati, sono quindi caratterizzati da una natura discontinua: per ottenere i valori di sforzo longitudinale agente sulla rotaia è necessario recarsi in sito con uomini e mezzi, con tutti gli svantaggi che ne derivano, sia in termini di tempo che in termini di costi. Il sistema sviluppato in questo elaborato è, al contrario, un sistema di natura continua. Nei tratti particolarmente suscettibili alle deformazioni termiche, si prevede il posizionamento di un dispositivo formato da un circuito con microcontrollore, una cella di carico e un sensore di temperatura. La cella di carico, ammorsettata alla suola della rotaia, legge la deformazione della stessa mentre il microcontrollore elabora il dato trasformandolo in sforzo longitudinale e lo trasmettere in remoto. In questo modo, mediante un software realizzato con il programma LabVIEW, è stato possibile realizzare un’interfaccia utente che permetta una comoda interrogazione del sistema da remoto, avendo nella presenza di una connessione Internet l’unico vincolo. I risultati ottenuti sono stati incoraggianti ma, soprattutto per la fase di calibrazione della cella di carico, richiederanno un ulteriore approfondimento.