[发明专利]一种基于声发射技术的车载移动式高速铁路钢轨伤损检测方法

权利要求书

1.一种基于声发射技术的车载移动式高速铁路钢轨伤损检测方法，其特征在于所述检测方法是利用基于声发射技术的车载移动式高速铁路钢轨伤损检测系统实现的，所述检测系统由单轮交替检测子系统、多轮同步检测子系统、车载信号采集与处理平台组成，其中：

所述单轮交替检测子系统由若干个均匀分布在车轮圆周上的传感器组成，每一个传感器对应一个扇形区域，所有传感器的扇形区域覆盖整个圆周；

所述多轮同步检测子系统由若干个单轮交替检测子系统组成；

所述车载信号采集与处理平台安装于列车上，各传感器通过同轴屏蔽电缆与车轮轴端的导电滑环相连接，导电滑环的输出端与车载信号采集与处理平台相连接；

具体检测步骤如下：

步骤一：当列车经过存在活动裂纹的钢轨时，在列车载重的激励作用下，裂纹伤损产生声发射信号，通过安装在列车车轮上的单轮交替检测子系统的各传感器连续检测，采集到裂纹所发出的声发射信号；

步骤二：在步骤一给出的单轮交替检测系统基础上，通过角度差算法获得各轮上对应传感器的初始角度差，组建多车轮上的同步检测系统，实现各车轮上的传感器对钢轨同一位置的同步检测；

步骤三：通过车载信号采集与处理平台对多车轮上传感器的钢轨裂纹伤损声发射信号的检测情况来判断钢轨伤损，根据钢轨伤损的判别结果来判断目前钢轨的安全状态。

2.根据权利要求1所述的基于声发射技术的车载移动式高速铁路钢轨伤损检测方法，其特征在于所述单轮交替检测子系统中，传感器对应扇形区域的圆心角为θ，所需要传感器数目N按下式计算：

3.根据权利要求1所述的基于声发射技术的车载移动式高速铁路钢轨伤损检测方法，其特征在于所述角度差算法为：选取多轮中的一个车轮上的传感器为参照，作为基准传感器，设另一车轮与基准车轮轴心之间的距离为L，车轮半径都为r，则另一车轮上与该基准传感器对应的同步传感器，与基准传感器之间的初始角度差α为：

其中为向下取整运算。

4.根据权利要求1所述的基于声发射技术的车载移动式高速铁路钢轨伤损检测方法，其特征在于设多车轮中车轮的数目为M，M≥2，设定一个阈值M_th，多车轮对钢轨伤损的判别方法为：

1)当列车经过某一段钢轨时，M个车轮中检测到声发射信号的车轮数目M_o＞M_th，则判定该段钢轨上存在活动裂纹；

2)当列车经过某一段钢轨时，M个车轮中检测到声发射信号的车轮数目M_o≤M_th，阈值则判定该声发射信号来自于其他干扰，如偶尔出现在钢轨上的细小石子崩裂所产生；

3)当某个车轮上的传感器在列车运行的整个过程中始终检测到声发射信号，则判定该列车 车轮的轴承系统或者车轮出现伤损。