[发明专利]一种钢轨断裂车载非接触快速监测技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢轨断裂车载非接触快速监测技术，属于机械故障检测与诊断技术的范畴，主要用于非接触快速监测诊断专用重载货运铁路钢轨的断裂故障。

背景技术

现有铁路钢轨断裂监测装置，分为静态监测与动态监测两大类型。静态监测技术由人工操作某种检测装置沿着钢轨表面进行连续监测实现的；动态监测是将监测装置安装在专用监测车上，让监测车以30km/h左右的速度慢速行驶，用监测仪器对钢轨表面进行连续监测实现的。用于上述两类检测的技术有磁探伤技术、电涡流技术等。其优点是直接评价轨道的组织结构的连续性，数据直观，在发现可疑点后可以(停车)定点监测，可以人工参与识别监测发现的钢轨接缝等“正常断裂”，可以使人工立即确认断裂点而不必通过监测装置确认断裂点的里程坐标等。其缺点是监测速度缓慢、不能与该线路的运营正常行车速度匹配，要么安排专用检道车或检测时间进行，必须停止正常运营，影响生产，造成经济损失；要么需要人工在两列车通过的时间间隔中进行人工检测，但因为货运专线的列车长(例如长达数km)和密度大(例如每t＝15分钟通过一列车)，以车速80km/h、车长3km计算，通过一个点的时间达到t₁＝3/80*60＝2.25分钟，则监测时间仅有dt＝t-t₁＝12.5分钟，将监测设备搬上、搬下轨道的时间、加上保障人身安全的避让时间，余下的监测时间仅剩几分钟，还难免发生设备、人身的重大事故。而造成这种局面的关键因素是监测技术的监测速度慢。此外，由于现有的上述监测技术速度慢，不可能频繁监测，而重载铁路的钢轨断裂可能在两次检测的时间间隔中发生并发展到造成事故状态，因此需要高速的、能够在运营列车的机车或车厢上安装的、能够实时地频繁地监测的新技术。

发明内容

本发明的目的：旨在提出一种钢轨断裂车载非接触快速监测技术，把钢轨断裂的检测速度提高到全面适应正常运营速度，能够在距钢轨表面更远距离地非接触监测，能够不影响正常营运，避免使用常规人工监测的方法可能发生的人身、设备事故，能够在列车行车中自动监测、以便实时处理断轨事件防止发生断轨及列车颠覆事故，能够适合于在每一列列车的牵引机车上或者车厢上安装而实现全面的防范，而在发现故障但可以安全通过时能够自动通报故障点的里程坐标以便工务人员及时准确地赶到故障点进行人工核查和及时维修，而在发现危险断裂时及时停车抢修。

本发明的上述目的通过以下方式实现：

一种钢轨断裂车载非接触快速检测技术，其特征是：含有安装在机车、车辆的n条(n≥2)轮对的2n个轴箱上的2n个用来检测断裂轨道对车轮所发生冲击状态的传感器1-1～1-2n，并将该2n个传感器的信号并列、同时送到对应匹配的2n个共振解调变换器2；而后将2n个共振解调变换器输出的2n个共振解调信号IFD₁～IFD_2n并列送到计算机3的2n个对应的AD通道AD₁～AD_2n，由转速接口32输出的转速控制信号控制，进行车速(车轮转速)自动跟踪的、不间断的连续采样以获得每个传感器监测每条轨道的2n个分为两组的(左组、右组)连续样本，送到监控计算机的计算机断轨诊断专家系统31，由其对所获样本信息进行实时分析诊断、在剔除钢轨接缝和车轮踏面故障以及轴承故障等信息后，分离出钢轨断裂的信息，最后与通过485接口与从机车监控系统获得的实时里程坐标一同发出警报。

所述共振解调变换器2，含有与传感器1-1～1-2n的数量匹配的共振解调变换单元2-1～2-2n，在选择的车轴数n＝2、使用4个传感器1-1、1-2、1-3、1-4时，则有相同的共振解调变换单元2-1、2-2、2-3、2-4相匹配，其中前左传感器1-1的输出信号接到共振解调变换单元2-1的输入端IN₁，前右传感器1-2的输出信号接到共振解调变换单元2-2的输入端IN₂，后左传感器1-3的输出信号接到共振解调变换单元2-3的输入端IN₃，后右传感器1-4的输出信号接到共振解调变换单元2-4的输入端IN₄；同时，共振解调变换单元2-1～2-4的输出端IFD₁～IFD₄分别对应接到计算机3的AD变换器的AD₁～AD₄通道输入端。