[发明专利]一种基于光纤分布式监测的高铁铁轨温度检测方法

说明书

本发明提供一种基于光纤分布式监测的高铁铁轨温度检测方法，涉及铁轨监测技术领域，包括以下步骤：S1、将用于监测铁轨的光纤固定分布到铁轨底部，形成监测光纤，与轨道上方铺设的光缆连接，S2、在轨道外侧等距安装多组超声波发射探头和超声波接收探头，S3、由激光器发出脉冲光信号，脉冲信号经过定向耦合器进行耦合处理。该基于光纤分布式监测的高铁铁轨温度检测方法，利用光纤的拉曼散射，可以全面的对高铁铁轨进行温度的监测，节省人力和成本，能够在取得监测温度后，利用超声波，监测高铁铁轨温度应力，避免引起安全问题，提升了高铁铁轨使用时的安全性。

技术领域

本发明涉及铁轨监测技术领域，具体为一种基于光纤分布式监测的高铁铁轨温度检测方法。

背景技术

分布式光纤温度传感技术于20世纪末被提出，目前这项技术已成为光纤传感器技术中最具前途的技术之一。现代城市在高铁铁轨运行中，电缆在运行中，由于高铁轮轨与铁轨不断地摩擦接触，会导致铁轨温度升高，尤其是夏天或高气温天气时，铁轨升温尤其明显，高铁铁轨就有可能会发生断裂的情况，存在一定的安全隐患，因此需要对高铁铁轨进行稳定的监测。

传统的高铁铁轨温度检测方法，需要人工携带温度监测仪进行监测，耗费人力，在高铁铁轨两个安装监测装置，对于高铁铁轨的监测点固定，难以做到全面监测，同时，在监测后，无法根据温度得到高铁铁轨的温度应力情况，对于高铁铁轨的安全性难以监控，无法满足市场的需求。

发明内容

本发明提供的发明目的在于提供一种基于光纤分布式监测的高铁铁轨温度检测方法。该基于光纤分布式监测的高铁铁轨温度检测方法，可以解决全面监测高铁铁轨和得到温度应力的问题。

为了解决上述精度不佳和难以探测数据包延迟时间的问题，本发明提供如下技术方案：一种基于光纤分布式监测的高铁铁轨温度检测方法，包括以下步骤：

S1、将用于监测铁轨的光纤固定分布到铁轨底部，形成监测光纤，与轨道上方铺设的光缆连接。

S2、在轨道外侧等距安装多组超声波发射探头和超声波接收探头。

S3、由激光器发出脉冲光信号，脉冲信号经过定向耦合器进行耦合处理。

S4、定向耦合器将后散射光耦合到接收通道。

S5、WDM分光器对后散射光进行光学过滤。

S6、光电接收器APD进行光电信号转换，前置放大器和主放大器对光电信号进行前置放大与主放大。

S7、双高速A/D采集卡接收到放大后的电信号后，将模拟信号转换成数字信号，并将采集的数字信号传输至信息处理中心，信息处理中心对采集的数字信号进行存储。

S8、超声波发射探头向铁轨发射超声波，超声波接收探头接收发射的超声波。

S9、信息处理中心记录超声波发射时的时间和接收时的时间。

S10、信息处理中心计算铁轨温度下的应力。

进一步的，根据S2中的操作步骤，还包括记录超声波发射探头的位置和超声波接收探头的位置，得出两则之间的间距。

进一步的，根据S3中的操作步骤，激光器采用周期性发出脉冲光信号。

进一步的，根据S5中的操作步骤，进行光学过滤后，对噪声进行抑制处理。

进一步的，根据S7中的操作步骤，重复S3至S5，采集多组数字信息数据，并对数字信息数据进行统计分析，得到数字平均值的分布表，即可得到测量点处的温度。

进一步的，根据S7中的操作步骤，用反斯托克斯光强与斯托克斯光强相比，计算测量点处的绝对温度。

进一步的，根据S10中的操作步骤，计算铁轨温度下的应力时，增加补偿距离，进行计算校准。