[发明专利]无缝线路长钢轨锁定轨温的检测方法

摘要

本发明公开了无缝线路长钢轨锁定轨温的检测方法，该方法的技术特征在于利用了金属磁记忆‑磁巴克豪森融合在线检测方法。首先搭建系统平台，其次，利用MMM检测方法对长钢轨进行快速检测，记录钢轨中温度应力分布图谱，定位温度应力集中区；然后利用MBN方法对应力集中区的温度应力进行逐点定量检测，确定应力变化大小；最后根据线路设计承受荷载的能力，确定无缝线路轨道的锁定轨温。这一方法实现了对无缝长钢轨内部温度应力的快速定量检测。本发明根据轨道参数和现场轨温，建立了无缝线路实际锁定轨温的计算公式，实现无缝线路“实际”锁定轨温的在线、无损、快速检测。

主权项

1.无缝线路长钢轨锁定轨温的检测方法，其特征在于：采用金属磁记忆‑磁巴克豪森噪声融合检测方法，实现了对高速无缝线路长钢轨锁定轨温的在线快速无损检测；本方法的实施流程如下，首先，搭建系统平台，该系统由金属磁记忆检测系统和磁巴克豪森系统构成，具体包括：磁记忆传感器和磁巴克豪森传感器、放大滤波电路、检波电路、功率放大器、电源和驱动单元、A/D转换电路、存储单元、MODBUS控制器、钢轨应力检测工作车、夹具及分析工作平台；磁记忆传感器和磁巴克豪森传感器分别由钢轨应力检测工作车上的夹具夹在高速无缝线路长钢轨轨腰的两侧，钢轨应力检测工作车沿高速无缝线路长钢轨长度方向记录下各个时间节点检测的数据；磁记忆传感器和磁巴克豪森传感器分别由各自的电源和驱动单元驱动，磁记忆传感器接收来自高速无缝线路长钢轨在地磁场中受力所产生的磁场过零值线H＝0随位移的变化梯度信号磁巴克豪森传感器接收来自高速无缝线路长钢轨局部磁化受力释放磁巴克豪森噪声大小的信号，经磁记忆传感器和磁巴克豪森传感器检测到的磁记忆信号和磁巴克豪森信号与各自的检测电路相连接，经系统放大、滤波、A/D转换及存储后，由系统内MODBUS控制器将在线检测的过程信号传输到分析工作平台；其次，钢轨应力检测工作车行进，带动磁记忆传感器和磁巴克豪森传感器移动以扫描待测高速无缝线路长钢轨，对待测高速无缝线路长钢轨沿长度方向的各个位置节点、时间节点检测到的金属磁记忆‑磁巴克豪森噪声数据进行存储和记录；利用金属磁记忆检测方法对无缝线路长钢轨进行快速检测，检测高速无缝线路长钢轨中磁场过零值线H＝0随位移的变化梯度信号并确定高速无缝线路长钢轨温度应力集中区；同时利用磁巴克豪森噪声方法对应力集中区内的温度应力进行逐点定量检测，确定应力变化大小；其次，根据虎克定律，对待测高速无缝线路长钢轨的温度应力进行理论模型计算，得出高速无缝线路长钢轨所能承受的最大温度力；最后，根据待测高速无缝线路长钢轨沿长度方向的各个位置节点，时间节点检测的数据，采用融合检测方法，根据线路设计承受载荷的能力和建立的锁定轨温的分析模型，确定高速无缝线路长钢轨的锁定轨温；锁定的高速无缝线路长钢轨，当轨温变化时，高速无缝线路长钢轨将无法伸缩，于是在高速无缝线路长钢轨内产生温度应力，根据虎克定律，温度应力为：σ＝β′αΔt……………………………………(1)式中：β′为高速无缝线路长钢轨的杨氏弹性模量；α为高速无缝线路长钢轨的线胀系数；△t为现场轨温与无缝线路锁定轨温的差值；锁定的高速无缝线路长钢轨所产生的温度应力与高速无缝线路长钢轨本身长度无关，仅和轨温变化△t成比例关系，高速无缝线路长钢轨能承受的温度力为：P＝σF…………………………………………(2)式中：F为高速无缝线路长钢轨横截面积；根据无缝线路温度应力与线路温度变化的虎克定律，研究温度应力与实际锁定轨温的变化关系，建立检测实际锁定轨温的计算公式：式中：Tn为线路实际锁定轨温；Ti为高速无缝线路长钢轨各点表面轨温；σi为高速无缝线路长钢轨各点的温度应力；α为高速无缝线路长钢轨的线胀系数；β′为高速无缝线路长钢轨的杨氏弹性模量；γ为高速无缝线路长钢轨的区域补偿系数；n为检测点的数量。