[发明专利]火车车钩系统损伤监测传感器网络的布置方法

说明书

本发明所公开的一种火车车钩系统损伤监测传感器网络的布置方法，根据火车车钩结构以及所需监测对象采用至少一种类型的传感器单独使用或者组合使用，并且根据火车车钩结构对传感器的连接线进行布置，避免火车车钩系统运行时对传感器网络的损坏；本发明所设计的传感器网络布置方法根据监测区域的监测需求选择特定类型、形状和收发机制的传感器，极大地减少传感器的数量；本发明根据车钩系统的运行空间，合理地布置传感器的连接线，从而使得车钩系统正常工作，同时不会对传感器造成损坏。

技术领域

本发明属于结构健康监测技术领域，介绍了一种适用于火车车钩系统损伤监测传感器网络的布置方法。

背景技术

结构健康监测技术作为智能材料与结构领域中的一大关键技术，主要针对人民群众生命安全密切相关、服役期长、造价及维护费用较高的国防武器装备和国民经济基础设施。结构损伤监测技术属于结构健康监测技术的一部分，可以通过对结构进行在线监测，及时获得结构的健康状态信息,提早预知发展状况，从而保证结构正常运作。

火车车钩系统作为大型铁路列车的重要组成部分，长期暴露在室外，会受到各种自然环境的影响，从而引起结构腐蚀老化、疲劳断裂等，导致结构强度缺失，直接影响铁路列车的运行安全。如果不能及时获知结构状态，进行处理，将会影响其安全与正常使用，甚至造成重大的人员伤亡和财产损失。

现有技术虽然也有一些相应的检测手段公开，但是现有的结构健康监测系统在实际结构监测时每次都需要根据被测结构的形状、监测部分位置选取传感器的数量、线长以及传感器布置方案，再进行线路布置，从而导致实际操作过程复杂，不具有普适性。另外，由于这种结构健康监测系统在实际使用过程中用到的传感器数量多、彼此之间的连接线也比较多，因此在火车车钩部位容易被磨损、损伤传感器。

发明内容

由于火车车钩的复杂程度以及安装环境，本发明提出了一种火车车钩系统损伤监测传感器网络的布置方法。本发明所提出的传感器网络的布置方法，在满足火车的正常运行，不损伤传感器的前提下，减少传感器和连接线的数量，并且该传感器布置方案能满足监测的需求。

本发明所采用的技术方案如下：

火车车钩系统损伤监测传感器网络的布置方法，根据火车车钩结构以及所需监测对象采用至少一种类型的传感器单独使用或者组合使用，并且根据火车车钩结构对传感器的连接线进行布置，避免火车车钩系统运行时对传感器网络的损坏。

进一步，为了更好适应火车车钩的结构，所述传感器的形状包括集成监测型传感器和多分支监测型传感器，所述集成型是激励端与接收端集成在一起，两者之间无需长连接线实现相互连接，能很好地应用于空间狭小的位置；所述多分支型是将激励端与接收端之间通过连接线连接，可以有效延伸监测距离，且利用多个分支可以拓宽监测范围；

进一步，所述集成监测型传感器和多分支监测型传感器都能设置为一发一收式传感器或者一发多收式传感器。

进一步，一发一收的集成式监测型传感器的激励端与接收端之间的距离近，所以用于厚度检测；一发多收的集成式监测型传感器，用于监测部位狭小的车钩的表面和内部；一发多收的多分支监测型传感器，用于扩大监测范围。

进一步，所述传感器是根据监测对象选择压电传感器、温度传感器或者组合使用，且所有传感器的接头相同，便于连接到数据采集模块。

进一步，所述传感器的连接线采用屏蔽线，用于屏蔽外界干扰对信号传递过程中的信号的质量的干扰，同时避免信号之间的相互影响；

本发明的有益效果：

1、本发明提出的传感器布置方法，针对不同的监测区域，使用不同类型的传感器，从而减少传感器的数量，同时使得监测效果更明显。

2、本发明提出的传感器布置方法，减少了连接线的数量，且不影响火车的正常运行，同时传感器不会因为火车正常运行而损坏，适用于火车复杂结构的损伤监测。