[发明专利]一种基于超声导波的钢轨损伤判断方法

权利要求书

1.一种基于超声导波的钢轨损伤判断方法，其特征在于：具体按照以下步骤实施；

步骤1.控制器激励安装在钢轨轨腰处的超声波传感器产生超声导波信号；

步骤2.产生的超声导波信号经钢轨传播至接收端的超声波传感器；

步骤3.接收端的超声波传感器将接收到的超声导波信号送AD前端调理电路处理，得到所需频率和幅值的超声导波信号；

步骤4.将步骤3中得到所需频率和幅值的超声导波信号经AD采集后，得到离散的超声导波信号；

步骤5.将离散的超声导波信号分成两路，一路离散的超声导波信号经处理器进行小波变换做滤波处理后，经希尔伯特变换进行包络提取，将提取的包络信息进行存储，进行包络对比，得到包络对比结果；将另一路离散的超声导波信号送处理器进行FFT变换提取信号的幅值，进行幅值与阈值比较，得到幅值与阈值的比较结果；

步骤6.将包络对比结果和幅值与阈值的比较结果进行逻辑与处理，得到钢轨损伤判断结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的钢轨损伤判断方法，其特征在于：

所述步骤5中得到的包络对比结果具体按照以下步骤实施；

1)设检测区间内钢轨无损伤时接收端超声波传感器收到的超声导波信号经AD采集后为x₀(n)，经离散小波变换后的信号为离散希尔伯特变换提取超声导波信号的包络记为

2)设接收端超声波传感器收到的超声导波信号经AD采集后为x₁(n)，经离散小波变换后的信号为离散希尔伯特变换提取超声导波信号的包络记为

3)将提取的包络和进行计算：

R(n)=(1/N)Σm=0N-1[x^0(m)x^1(m+n)]---(1)]]>

其中，R(n)为两个时间序列的相关系数，m,N均表示时间序列的长度，式(1)求出的是归一化的相关系数，根据(1)式得：

y0=00.5<R(n)<10R(n)=0.510<R(n)<0.5---(2)]]>

式(2)中，y₀＝0表示检测区间内钢轨没有损伤，y₀＝1则表示有损伤；

所述步骤5中得到的幅值与阈值的比较结果具体按照以下步骤实施；

1)接收端超声波传感器接收3～6次超声导波信号，收到的超声导波信号均经AD采集后送处理器进行FFT变换提取每次超声导波信号的最大幅值，将所有最大幅值取平均后得到阈值A；

2)将每次接收端超声波传感器收到的超声导波信号经AD采集后送处理器进行FFT变换提取信号的幅值为A_max；

3)将接收到的超声导波信号幅值A_max与阈值A进行比较；

y1=1Amax<A0Amax>A---(3)]]>

式(3)中，y₁＝0表示检测区间内钢轨没有损伤，y₁＝1表示有损伤。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声导波的钢轨损伤判断方法，其特征在于：所述步骤6中具体按照以下步骤实施；

步骤6.1将步骤5中包络对比结果和信号幅值与阈值的比较结果进行逻辑与处理，并输出最终判定结果z，则有：

z＝y₀and y₁         (4)

式(4)中，z＝0表示检测区间内钢轨没有损伤，z＝1表示有损伤；

步骤6.2若步骤6.1中的z＝0时，回到步骤5重新依次执行，继续检测检测区间内钢轨是否有损伤，若步骤6.1中的z＝1时，则判定检测区间内钢轨有损伤。