[发明专利]基于超声导波的钢轨应力的监测装置和方法

摘要

本发明提供了基于超声导波监测钢轨应力的装置和方法，所述钢轨是工字形结构且具有轨顶和轨底及位于所述轨顶与所述轨底之间的轨腰部分，所述方法包括以下步骤：（1）将导波激励源安装在所述钢轨的所述轨腰部分的表面上，将至少一个导波接收器安装在所述钢轨上且与所述导波激励源间隔开以接收所述导波激励源发出的导波；（2）使得所述导波激励源大致垂直于其安装位置所在的表面发出频率在20～60kHz范围内的导波；（3）测量所述导波在所述钢轨中的传播速度；（4）根据测得的所述传播速度确定所述导波的传播路径上的所述钢轨中的应力。有益技术效果是，通过实时在线监测无缝线路钢轨的温度应力，对应力超限区间实时预警，确保无缝线路的安全运营。

主权项

1.一种基于超声导波的钢轨纵向应力的监测方法，所述钢轨是工字形结构且具有轨顶和轨底及位于所述轨顶与所述轨底之间的轨腰部分，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将导波激励源安装在所述钢轨的所述轨腰部分的表面上，将至少一个导波接收器安装在所述钢轨上且与所述导波激励源间隔开以接收所述导波激励源发出的导波；(2)使得所述导波激励源大致垂直于其安装位置所在的表面发出频率在20～60kHz范围内的导波，建立适用于监测所述钢轨的应力的最优导波模态的指标模型，根据所述最优导波模态的指标模型来选取所述最优导波模态，所述最优导波模态限定为：相速度为2286.06m/s，频率为35kHz，选定的最优导波模态的轨头和轨底的振动幅度小，轨腰处呈扭转振动形态且振动幅度大；(3)确定适于发出所选取的最优导波模态的导波的最优激励位置，在所述最优激励位置进行激励时仅出现一种模态，测量所述导波在所述钢轨中的传播速度；(4)根据测得的所述传播速度确定所述导波的传播路径上的所述钢轨中的应力。