[发明专利]一种车轮伤损检测方法及装置

说明书

本发明公开一种车轮伤损检测方法及装置。该方法包括：获取安装在轮对的轴箱处传感器获取的车轮垂向振动加速度信号；根据所述垂向振动加速度信号进行短时傅里叶变换，获得车轮振动的时频图；根据所述时频图，确定所述车轮伤损的类型，所述车轮伤损的类型包括车轮扁巴和车轮不圆。采用本发明的方法或装置，可以实时检测车轮伤损情况，根据频谱特征判断是否出现车轮不圆或扁巴，实现了车辆在线路运行过程中车轮损伤信息的实时检测，提高了车轮伤损检测的效率。

技术领域

本发明涉及智能检测领域，特别是涉及一种车轮伤损检测方法及装置。

背景技术

铁道车辆在线路上长期运行会造成不同程度的车轮周向磨耗伤损问题，主要表现为车轮不圆和车轮扁巴。车轮不圆是指车轮出现不同程度的变形，例如变形成为椭圆(2阶不圆)、三边形(3阶不圆)、四边形(4阶不圆)……车轮扁巴是指车轮局部出现擦损或缺陷，例如出现豁口或者局部缺陷。车轮伤损会引起轮轨间的剧烈振动，严重影响车辆的动力学性能和旅客乘坐舒适感，同时产生的噪声也影响车内外环境，而且剧烈的振动会导致车辆和轨道零部件的疲劳失效，直接危及行车安全。因此，检测车轮伤损程度具有重要的工程意义，是铁道车辆安全预警和健康监测的重要依据。

现有的车轮伤损检测装置主要为机械式车轮不圆度测量装置：将测量仪器固定在钢轨上，通过千斤顶将车轮架起悬空，采用高精度位移传感器和角度测量仪，测量车轮在旋转一周过程的径向跳动量，通过分析数据进一步确定车轮伤损的程度。利用车轮不圆度测量装置的测试工作繁琐，整列车辆的车轮测试需要数个小时，浪费时间和人力；此外，车轮不圆度测量装置只能在车辆停库后进行离线测试。因此，现有的车轮伤损检测装置的伤损检测效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种车轮伤损检测方法及装置，通过实时检测车辆在线路运行过程中的车轮损伤信息，以提高车轮伤损检测装置的伤损检测效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种车轮伤损检测方法，所述方法包括：

获取安装在轮对的轴箱处的传感器感应的车轮垂向振动加速度信号；

根据所述垂向振动加速度信号进行短时傅里叶变换，获得车轮振动的时频图；

根据所述时频图，确定所述车轮伤损的类型。

可选的，所述根据所述时频图，确定所述车轮伤损的类型，具体包括：

确定所述时频图的时频特性；

当所述时频图的时频特性为连续的横向条带时，确定所述车轮伤损的类型为车轮不圆；

当所述时频图的时频特性为周期性的纵向冲击条带时，确定所述车轮伤损的类型为车轮扁巴。

可选的，所述当所述时频图的时频特性为连续的横向条带时，确定所述车轮伤损的类型为车轮不圆之后，还包括：

利用公式确定所述车轮不圆的阶数N，其中V为车速，r为车轮半径，f为所述时频图的主频。

可选的，所述当所述时频图的时频特性为周期性的纵向冲击条带时，确定所述车轮伤损的类型为车轮扁巴，具体包括：

确定所述时频图中每条纵向冲击条带上的频率；

判断相邻两个纵向冲击条带的时间间隔是否为车轮滚动一周的周期，得到第一判断结果；所述车轮滚动一周的周期其中V为车速，r为车轮半径；

当所述第一判断结果表示相邻两个纵向冲击条带的时间间隔为车轮滚动一周的周期时，确定所述车轮伤损的类型为车轮扁巴。

可选的，所述根据所述时频图，确定所述车轮伤损的类型之后，还包括：

建立车轮伤损等效模型；所述等效模型中包括不同程度的车轮伤损；