[發明專利]基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610250361.0
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105818822B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 馮愛新;張津超;薛偉;趙瑩;楊海華;程好;繆熠楠
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B61D15/12
• 分類號: B61D15/12;B61K9/08;G01L1/24
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 王玉國

1.基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的裝置，其特征在于：包括監測小車和供電組，所述監測小車包含上車身、下車身、車輪、定位器和溫度測量儀，上車身連接下車身，車輪通過車軸安裝于上車身的兩側，定位器和溫度測量儀安裝于下車身的底部；所述供電組包含太陽能板、太陽能支撐架、轉臺、太陽能控制器和蓄電池，太陽能板、太陽能支撐架、轉臺安裝于上車身的頂部，太陽能控制器和蓄電池置于下車身內；

所述下車身內還設有激光超聲監測單元和數據分析處理單元，激光超聲監測單元包含脈沖激光器、激光探針和信號調理放大電路，數據分析處理單元包含數據存儲器、處理器和無線傳輸模塊，脈沖激光器和激光探針置于下車身內的前后側，信號調理放大電路、數據存儲器和無線傳輸模塊通過數據線與處理器連接。

2.根據權利要求1所述的基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的裝置，其特征在于：所述上車身內安裝有電機，電機的輸出軸與車輪的車軸驅動連接。

3.根據權利要求1所述的基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的裝置，其特征在于：所述定位器和溫度測量儀均與處理器相連。

4.根據權利要求1所述的基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的裝置，其特征在于：所述太陽能板連接太陽能控制器，太陽能控制器連接蓄電池。

5.根據權利要求1所述的基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的裝置，其特征在于：所述脈沖激光器和激光探針置于下車身內的前后側，位于同一高度，且與鋼軌軌腰處齊平。

6.權利要求1所述裝置實現基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的方法，其特征在于：脈沖激光器發出脈沖激光作用于鋼軌，產生超聲波，由激光探針接收超聲信號，將測量的時間數值傳送到處理器，根據對傳播時間和應力關系的標定，實現對溫度應力的監測。

7.根據權利要求6所述的基于激光超聲法實時監測鋼軌溫度應力的方法，其特征在于：利用脈沖激光器作用于鋼軌面激發出超聲波，鋼軌在不同應力σ下，波速發生變化，傳播時間t發生變化，根據超聲波傳播距離L的時間來測得鋼軌的溫度應力，采用如下公式：

(t-t1)t1=B·σ]]>

式中，t表示在應力狀態下，在長度為L的鋼軌中，超聲波傳播時間；

t₁表示零應力狀態下，在長度為L的鋼軌中，超聲波傳播時間；

B表示聲彈性系數；

σ表示鋼軌溫度應力。