[发明专利]一种钢轨扣件松脱检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及轨道安全技术领域，特别涉及一种钢轨扣件松脱检测方法。

背景技术

在列车高速行驶过程中，钢轨剧烈的振动极易导致扣件出现螺栓松动或弹条疲劳断裂现象，而一个扣件的松脱往往会诱发周边扣件的松脱，加剧轨道动态不平顺度，进而造成严重的列车脱轨隐患。直到现在，无论是国外还是国内，相关的防范措施完全依靠人工巡道和定期全紧。其中，定期全紧完全是迫不得已的权宜之计，而平常时段轨道的安全性则完全依赖于极易发生漏检现象的人工巡道方法。为此，人们长期以来一直都在积极地寻找一种能自动、高效而准确地检测出沿线上所有松脱扣件的检测方法，但至今都没有取得实质性突破。

在国际上已经公开的研究成果中，相比而言研究成果较为显著的方法有：光学图像识别方法和固有频率识别方法。其中光学图像识别技术模拟人眼对扣件松脱与否进行识别，该方法由于未涉及到事物本质，即扣件松脱对应的是钢轨动力学属性或声学属性的改变，因而该方法易产生漏检；至于固有频率识别技术，它基于扣件松脱后会改变结构固有频率而进行识别，但固有频率对扣件松脱的灵敏度很低使得该方法亦难以实施。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种钢轨扣件松脱检测方法，以便提高检测效率和检测精度。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种钢轨扣件松脱检测方法，其包括步骤：

A：敲击装置沿钢轨线路移动，同时按照预定时间间隔对钢轨进行连续地敲击；

B：信号采集装置在所述敲击装置后方，并且与所述敲击装置保持预定距离移动，同时不间断地采集钢轨受到敲击后的余振信号；

C：根据所述余振信号得到钢轨的三维频谱图，进而通过所述三维频谱图中第二预定频段处幅值的突变情况识别出扣件松脱的位置以及松脱的程度。

优选地，所述步骤A中，所述敲击装置在钢轨上的敲击落点为钢轨的上表面的外侧。

优选地，所述步骤A中，所述预定时间间隔能够保证，在对钢轨进行后一次敲击时，前一次敲击对钢轨产生的振动能量的至少50％已经被自由衰减。

优选地，所述步骤A中，两个相邻扣件之间至少敲击一次。

优选地，所述步骤B中，所述预定距离为d并且其满足L-e≤d≤L+e；其中，L表示相邻两个扣件之间的距离；e表示轨枕的宽度；所述钢轨通过所述扣件固定在所述轨枕上。

优选地，所述步骤B中，所述信号采集装置在所述钢轨的上表面的内侧区域采集所述余振信号。

优选地，所述步骤B中，所述信号采集装置采用接触式或者非接触式信号采集方法采集所述余振信号。

优选地，所述敲击装置的敲击点以及所述信号采集装置的信号采集点，与钢轨上其它承载车轮之间的距离不小于两个相邻扣件之间距离的2倍。

优选地，所述步骤C具体包括步骤：

C1：根据所述余振信号得到钢轨的三维频谱图；

C2：根据所述三维频谱图，以及钢轨弯曲振型或模态特性，通过所述三维频谱图在第一预定频段处幅值的周期性变化规律得到各个扣件的位置；

C3：根据所述三维频谱图，以及钢轨扭转传递函数特性，通过所述三维频谱图在第二预定频段处幅值的突变情况识别出扣件松脱的位置以及松脱的程度。

(三)有益效果

本发明所述钢轨扣件松脱检测方法，为无损检测方法，其采用敲击和采集余振信号等方式获得钢轨的三维频谱图，进而对扣件松脱位置进行定位，能够快速、准确地对钢轨扣件松脱位置进行定位。

附图说明

图1是本发明实施例所述钢轨扣件松脱检测方法流程图；

图2是本发明实施例所述钢轨扣件松脱检测方法示意图；

图3是本发明实施例所述方法对扣件定位的效果图；

图4是本发明实施例所述方法对扣件松脱位置进行定位的效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1是本发明实施例所述钢轨扣件松脱检测方法流程图；图2是本发明实施例所述钢轨扣件松脱检测方法示意图。如图1、图2所示，所述方法包括：