[发明专利]一种钢轨波磨车载监测装置及其监测方法

权利要求书

1.一种钢轨波磨车载监测装置，其特征在于：含有波检车(1)，安装在波检车(1)的同一条车轴左右轴箱(11、12)上的两个振动冲击监测传感器组(2)的一对左传感器(21)和右传感器(22)，还含有安装在车轴上的转速传感器(3)和安装在车内的波检仪(4)；由车轮转速传感器(3)监测得到的转速脉冲信号送到波检仪(4)，由传感器(21、22)监测得到的振动、冲击信号同时送到波检仪(4)的振动通道(41Z、42Z)和共振解调通道(41G、42G)，经过处理后，分别同时送到根据车轮转速传感器(3)的脉冲信号进行触发控制作转速跟踪采样的AD变换器(43)作连续采样监测，采样监测输出的数据样本由波检仪(4)的波磨监测专家系统(44)，识别左右轨道的波磨深度(H)、波磨波长(B)。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨波磨车载监测装置，其特征在于：所述的传感器(21、22)是“地震式”或称“惯性式”振动冲击复合监测传感器，分别安装在车轴两端的轴箱上，监测车轮经过钢轨波磨时，引起的车轮及轴箱相对大地的振动加速度和车轮与轨道的冲击，输送到波检仪(4)的振动通道(41Z、42Z)和共振解调通道(41G、42G)处理后，再输送到波检仪(4)的AD变换器(43)，由AD变换器(43)监测车轮经过波磨轨道时振动加速度，由波检仪(4)的波磨监测专家系统(44)计算得到峰峰值振幅，即从波磨的波峰到波谷的波磨深度(H)。

3.根据权利要求1或2所述的一种钢轨波磨车载监测装置，其特征在于：振动通道(41Z、42Z)含有硬件重积分电路，输入由传感器(21、22)所敏感的振动加速度信号，输出振动振幅信号到AD变换器(43)，直接采集振幅信号，计算波磨深度(H)。

4.根据权利要求1或2所述的一种钢轨波磨车载监测装置，其监测方法为：振动冲击传感器敏感的振动信号由振动通道(41Z、42Z)所分离的振动加速度经采样频率为F_C＝MF_N的转速跟踪采样后，经过FFT分析得到波磨振动的加速度频谱分量及各频谱的相位分量，再对各频谱分量经过数值重积分得到振动幅度频谱，然后合成为综合振幅，再计算其峰峰振幅，得到波磨的深度(H)；或通过对近似半波正弦状的波磨振动加速度的FFT分析得到波磨1阶谱的幅度(B_A)，由谱线重积分函数(B_X＝B_A/(2πF_N*P_B/P_N)²通过重积分得到1阶谱的振幅(B_X，基于修正系数(X)＝3π/4＝2.3562，依据H＝X*B_X＝2.3562B_X＝2.3562B_A/(2πF_N*P_B/P_N)²推算波磨的深度。

5.根据权利要求1所述的一种钢轨波磨车载监测装置，其监测方法为：对由共振解调通道(42)输出的、由采样频率为(F_C)＝MF_N控制所作的转速跟踪监测而得到的共振解调信号，作FFT分析得到共振解调谱图(G(P))，剔除其中已知的、谱号固定的、由车轮踏面所对应的特征频谱(P_T)，以及可能存在的轴承滚子、内环、外环等故障冲击特征谱，保留所剩的波磨引起的冲击特征谱(P_B)，并据此计算波磨的波长(BG)＝πDP_T/P_B；或者对由振动通道(41)输出的、由采样频率(F_C)＝MF_N控制所作的转速跟踪监测而得到的振动信号，作FFT分析得到振动谱图(Z(P))，剔除其中已知的、谱号固定的、由车轮踏面不圆度所对应的特征频谱(P_T)，以及可能存在的轴承滚子、内环、外环等故障振动特征谱(这些振动信息特别微小)，保留所剩的波磨引起的冲击特征谱(P_B)，并据此计算波磨的波长(BZ)＝πDP_T/P_B；当从振动频谱中难于确定(BZ)时，可以依靠共振解调信号分析获得(BG)，并令波长B＝BG。