[发明专利]一种铁路钢轨裂纹监测方法

说明书

本发明公开了一种铁路钢轨裂纹监测方法，对待监测钢轨的一端通过声发射技术发射脉冲信号，脉冲信号在钢轨上激励出超声波信号，在另一端接收超声波信号，并记录下从发射脉冲信号到接收到超声波信号的初始传播时长，如此完成一次检测；重复以上检测过程，若在后检测到的传播时长大于初始传播时长，则判定为钢轨产生了裂纹。超声波信号以固定的声速传播到被监测段钢轨的远端，如果被监测段钢轨的两端之间没有裂纹，那么超声波将沿着直线传播，如果被监测钢轨的两端之间出现了裂纹，那么该裂纹就会改变了原来超声波传播的路径，使得传播时间变长，若在后检测到的传播时长大于初始传播时长，则判定为钢轨产生了裂纹，如此实现对钢轨的裂纹监测。

技术领域

本发明属于铁路钢轨故障监测方法，具体涉及一种铁路钢轨裂纹监测方法。

背景技术

目前检测钢轨的方法有超声波方法，但是不能进行监测。应用声发射技术对铁路钢轨断裂检测、监测的方法，基本是在列车驶过时采集在钢轨上产生的声发射信号，通过对这些声发射信号的分析，提取出裂纹产生或扩展的特征信号，以判断钢轨是否出现裂纹或裂纹扩展。由于列车驶过时噪音非常大，会有大量的噪音信号伴随者钢轨的裂纹或扩展产生的信号出现，检测者需要花费大量的时间对所有采集到的信号进行分析，找到裂纹断裂或扩展的信号，这样检测的效率也非常低，而且目前还处于研究阶段。

发明内容

本发明提供了一种铁路钢轨裂纹监测方法，实现对钢轨的裂纹监测。

本发明所采用的技术方案为：

一种铁路钢轨裂纹监测方法，包括以下检测过程：

通过被监测钢轨的一端的声发射探头发射脉冲信号，所述脉冲信号在钢轨上激励出超声波信号，被监测钢轨的另一端的声发射探头接收所述超声波信号，通过声发射数据采集卡采集到脉冲信号的发出时间和声波信号的传播到达时间，由软件计算出声波传播初始时长，如此完成一次检测；

重复以上检测过程，若在后检测到的传播时长大于初始传播时长，则判定为钢轨产生了裂纹。

通过在待监测钢轨上发射脉冲信号，脉冲信号在钢轨上激励出超声波信号，这个超声波信号以固定的声速传播到被监测钢轨的远端，如果被监测钢轨的两端之间没有裂纹，那么超声波将沿着直线传播，其传播的时间则最短，在检测最开始，可以定义钢轨没有裂纹时超声波将传播的时间为初始传播时间；如果被监测钢轨的两端之间出现了裂纹，那么该裂纹就会改变了原来超声波传播的路径，它将会绕过裂纹的端部继续传播，如此传播路径变长，使得传播时间变长，因此，若在后检测到的传播时长大于初始传播时长，则判定为钢轨产生了裂纹，如此实现对钢轨的裂纹监测。

进一步的，设初始传播时长为第一时长T₀，传播时长发生改变后变为第二时长T₁,在监测过程中，若传播时长再次改变，改变后大于第二时长T₁，则判定为钢轨产生了新的裂纹或裂纹加剧。通过在连续监测中，随着钢轨的使用，裂纹增多或裂纹变长，检测过程中超声波传播的时间就会越长，如此，实现钢轨裂纹严重程度的检测。

进一步的，所述脉冲信号的发射与超声波信号的接收采用多通道的声发射系统，所述声发射系统包括多个声发射探头、声发射数据采集卡及处理器，所述声发射探头用于发射脉冲信号以及接收超声波信号，所述声发射数据采集卡用于记录每次声发射探头发射脉冲信号以及另一声发射探头接收到超声波信号的时间，由软件计算出每次声波的传播时长。声发射检测仪主要包括探头、前置放大器、电缆线、数据采集卡、分析软件及显示系统6个部分组成，现有市面上有成品声发射检测仪系统，方便投入使用。

进一步的，所述声发射系统还包括报警模块，当处理器判定钢轨产生了裂纹或裂纹加剧时发出报警信息给报警模块；所述报警模块接收处理器传来的报警信号进行报警。