[發(fā)明專利]一種道岔尖軌損傷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210362027.X
• 申請(qǐng)日: 2022-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114705758A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡國(guó)強(qiáng);唐偉峰;宋琪;葛超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 郝志亮

1.一種道岔尖軌遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

布置模塊，所述布置模塊用于將待測(cè)道岔尖軌分成若干監(jiān)測(cè)區(qū)間，在若干所述監(jiān)測(cè)區(qū)間布置傳感器，每個(gè)傳感器能做到收發(fā)信號(hào)；

采集模塊，所述采集模塊用于控制傳感器發(fā)送和接收信號(hào)，得到相關(guān)數(shù)據(jù)；

偽隨機(jī)碼處理模塊，所述偽隨機(jī)碼處理模塊用于將所述采集模塊產(chǎn)生的lamb波轉(zhuǎn)換成偽隨機(jī)調(diào)相波；

發(fā)送模塊，所述發(fā)送模塊利用4G模塊將得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫耍阌谶h(yuǎn)程處理；

監(jiān)測(cè)模塊，所述監(jiān)測(cè)模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)道岔尖軌是否出現(xiàn)損傷，主體為一軟件，具有頻散分析、小波變換、橢圓定位三個(gè)功能，以橢圓算法是否有解判斷是否出現(xiàn)損傷。

2.一種道岔尖軌損傷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方法應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的道岔尖軌遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如下步驟：

S101：將需要監(jiān)測(cè)的道岔尖軌劃分成為多個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)段，在待測(cè)道岔尖軌監(jiān)測(cè)區(qū)段內(nèi)布置若干個(gè)傳感器，使若干個(gè)所述傳感器分布在軌腰以及軌底附近；

S102：所述傳感器使用偽隨機(jī)碼的方式激勵(lì)lamb波，并接收反射回來(lái)的lamb波信號(hào)；

S103：所述傳感器將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端進(jìn)行分析；

S104：對(duì)所得到的lamb波信號(hào)利用小波變換進(jìn)行分析處理，得到lamb波信號(hào)傳播的時(shí)間；小波變換的公式如下所示：

S105：對(duì)所得到的lamb波信號(hào)利用頻散分析，得到lamb波在鋼軌當(dāng)中傳播的實(shí)際傳播波速；

S106：將從S104中得到的數(shù)據(jù)和從S105得到的參數(shù)帶入到橢圓定位算法中求解；

S107：利用橢圓算法進(jìn)行計(jì)算；

S108：橢圓算法有解即確定鋼軌內(nèi)含有損傷；

S109：橢圓算法無(wú)解即確定鋼軌內(nèi)含無(wú)損傷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道岔尖軌損傷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，利用偽隨機(jī)碼調(diào)相波產(chǎn)生窄脈沖信號(hào)以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的五波峰信號(hào)；lamb波形采用隨機(jī)碼調(diào)相波，利用隨機(jī)碼自相關(guān)特點(diǎn)，在信號(hào)同樣帶寬條件下，發(fā)射脈沖信號(hào)與接收信號(hào)互相關(guān)運(yùn)算，產(chǎn)生更窄脈沖信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道岔尖軌損傷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，采用4G模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，4G模塊是基于4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)哪K。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道岔尖軌損傷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，傳感器為壓電傳感器，任意三個(gè)不共線的傳感器均可以相互配合生成lamb波傳播路徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道岔尖軌損傷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，橢圓算法利用求解兩個(gè)橢圓交點(diǎn)的方法得到損傷位置，每個(gè)橢圓由兩個(gè)傳感器間距作為焦距，lamb波在道岔尖軌當(dāng)中經(jīng)過(guò)反射走過(guò)的實(shí)際距離得到。