一种道岔动静态受力监测系统、装置和方法与流程

1.本技术涉及道岔监测技术领域，尤其涉及一种道岔动静态受力监测系统、装置和方法。

背景技术：

2.道岔是实现股道转换的重要的设备，可以使机车车辆从一股道转入另一股道，广泛存在于铁路线路上。道岔通常在车站、编组站大量铺设，从而充分发挥线路的通过能力。
3.道岔也是轨道的薄弱环节之一，其可靠性是铁路安全的一个重要环节，因此有必要对道岔的受力情况进行有效的监测。

技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种道岔动静态受力监测系统、装置和方法，以实现对道岔动静态受力情况进行有效的监测。
5.本技术第一方面，提供一种道岔动静态受力监测系统，包括：控制模块，用于基于外部操作，生成配置指令和控制指令；配置模块，用于基于所述配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；数据采集模块，用于基于所述控制指令，通过设置于道岔各组件上的监测探头采集监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；处理模块，用于对所述监测信号处理和分析，生成监测数据，所述监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示模块，用于显示所述监测信号和所述监测数据；预警模块，用于基于所述监测数据，生成预警信息。
6.可能的实现方式中，所述配置指令包括第一配置指令，所述第一配置指令携带需要配置的探头属性和超声源参数，所述探头属性包括探头频率、可调节探头频率、探头名称、探头类型和探头型号，所述超声源参数包括检波方式、脉冲延时、脉冲宽度、阻抗匹配值、信号接收频率、收发模式、工作模式、滤波器选择、激励电压、激励模式和触发模式。
7.可能的实现方式中，所述配置指令包括第二配置指令，所述第二配置指令携带基准配置参数；所述配置模块，基于所述第二配置指令配置超声波形的坐标单位和坐标信息，调整超声波形的波形增益参数。
8.可能的实现方式中，所述配置指令包括第三配置指令，所述第三配置指令携带闸门设定参数；所述处理模块基于所述坐标单位、坐标信息和波形增益参数，将所述数据采集模块获取的预测超声波信号转换为预测超声波形；所述配置模块，基于所述第三配置指令，在所述预测超声波形中确定开始点和结
束点，选择至少一个完整的临界折射纵波作为闸门。
9.可能的实现方式中，所述配置指令包括第四配置指令，所述第三配置指令携带声弹系数和温度系数；所述配置模块，基于所述第四配置指令，对被测对象的加载应力、材料面积、声时差和加载温度进行材料标定。
10.可能的实现方式中，所述数据采集模块，具体用于：基于所述配置模块的进行配置和所述控制指令，采集基本轨、尖轨、导曲轨、翼轨和护轨的所述超声波信号和所述温度信号。
11.可能的实现方式中，所述处理模块，具体用于：基于所述配置模块的进行配置，将所述数据采集模块采集的所述超声波信号和所述温度信号，转换在待分析超声波形；结合位置和应力特征量确定所述待分析超声波形的可靠度，若所述可靠度符合预设条件，则基于当前所述待分析超声波形生成所述监测数据。
12.本技术第二方面，提供一种道岔动静态受力监测装置，包括监测探头、驱动模块和工控机，所述工控机通过所述驱动模块与所述监测探头电性连接；所述监测探头配置为安装于道岔的各组件上；所述驱动模块配置为驱动所述监测探头对各组件进行探测，获取监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；所述工控机配置为基于外部操作，生成配置指令和控制指令；基于所述配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；基于所述控制指令，通过设置于道岔各组件上的监测探头采集监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；对所述监测信号处理和分析，生成监测数据，所述监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示所述监测信号和所述监测数据；基于所述监测数据，生成预警信息。
13.可能的实现方式中，所述监测探头包括磁吸式超声波探头和卡具式轨温探头。
14.本技术第三方面，提供一种道岔动静态受力监测方法，包括：在道岔各组件安装监测探头；基于外部操作，生成配置指令和控制指令；基于所述配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；基于所述控制指令，通过设置于道岔不同组件上的监测探头采集监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；对所述监测信号处理和分析，生成监测数据，所述监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示所述监测信号和所述监测数据；基于所述监测数据，生成预警信息。
15.本技术实施例提供的道岔动静态受力监测系统，由控制模块进行指令的生成，通过配置模块配置监测装置的硬件参数、采集参数以及进行材料标定，进而由数据采集模块对道岔各组件进行监测并进行信号采集，通过处理模块对监测信号进行处理和分析，确定道岔各组件的受力变化，从而实现对道岔各组件受力的动静态监测。
附图说明
16.图1为本技术实施例提供的一种道岔动静态受力监测系统的示意图；图2为本技术实施例提供的一种道岔动静态受力监测装置的示意图；图3为本技术实施例提供的一种道岔动静态受力监测方法的流和图。
具体实施方式
17.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.如图1所示，本技术实施例提供一种道岔动静态受力监测系统，包括：控制模块101，用于基于外部操作，生成配置指令和控制指令；配置模块102，用于基于配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；数据采集模块103，用于基于控制指令，通过设置于道岔各组件上的监测探头采集监测信号，监测信号包括超声波信号和温度信号；处理模块104，用于对监测信号处理和分析，生成监测数据，监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示模块105，用于显示监测信号和监测数据；预警模块106，用于基于监测数据，生成预警信息。
19.本技术实施例提供的道岔动静态受力监测系统，由控制模块101进行指令的生成，通过配置模块102配置监测装置的硬件参数、采集参数以及进行材料标定，进而由数据采集模块103对道岔各组件进行监测并进行信号采集，通过处理模块104对监测信号进行处理和分析，确定道岔各组件的受力变化，从而实现对道岔各组件受力的动静态监测。
20.一些可能的例子中，配置指令包括第一配置指令，第一配置指令携带需要配置的探头属性和超声源参数，探头属性包括探头频率、可调节探头频率、探头名称、探头类型和探头型号，超声源参数包括检波方式、脉冲延时、脉冲宽度、阻抗匹配值、信号接收频率、收发模式、工作模式、滤波器选择、激励电压、激励模式和触发模式。
21.一些可能的例子中，配置指令包括第二配置指令，第二配置指令携带基准配置参数；配置模块102，基于第二配置指令配置超声波形的坐标单位和坐标信息，调整超声波形的波形增益参数。
22.一些可能的例子中，配置指令包括第三配置指令，第三配置指令携带闸门设定参数；处理模块104，基于坐标单位、坐标信息和波形增益参数，将数据采集模块获取的预测超声波信号转换为预测超声波形；其中，预测超声波形的幅值可以在75db~120db之间；配置模块102，基于第三配置指令，在预测超声波形中确定开始点和结束点，选择至少一个完整的临界折射纵波作为闸门。
23.一些可能的例子中，配置指令包括第四配置指令，第三配置指令携带声弹系数和
温度系数；配置模块102，基于第四配置指令，对被测对象的加载应力、材料面积、声时差和加载温度进行材料标定。
24.一些可能的例子中，数据采集模块103，具体用于：基于配置模块102的进行配置和控制指令，采集基本轨、尖轨、导曲轨、翼轨和护轨的超声波信号和温度信号。
25.一些可能的例子中，处理模块104，具体用于：基于配置模块102的进行配置，将数据采集模块采集103的超声波信号和温度信号，转换在待分析超声波形；结合位置和应力特征量确定待分析超声波形的可靠度，若可靠度符合预设条件，则基于当前待分析超声波形生成监测数据。
26.需要说明的是，本实施例中该道岔动静态受力监测系统的各个模块，可以是软件的集合，也可以是结合硬件载体的集合；一些可能的例子，本实施例中的模块各个模块可以是合并成一个模块；一些可能的例子中，本实施例中的模块可以进行不同的功能划分。在符合本技术发明思想的前提，不以本实施例的模块功能为限，在此不再赘述。
27.如图2所示，提供一种道岔动静态受力监测装置，包括监测探头201、驱动模块202和工控机203，工控机203通过驱动模块202与监测探头201电性连接；监测探头201配置为安装于道岔的各组件上；驱动模块202配置为驱动监测探头对各组件进行探测，获取监测信号，监测信号包括超声波信号和温度信号；工控机203配置为基于外部操作，生成配置指令和控制指令；基于配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；基于控制指令，通过设置于道岔各组件上的监测探头采集监测信号，监测信号包括超声波信号和温度信号；对监测信号处理和分析，生成监测数据，监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示监测信号和监测数据；基于监测数据，生成预警信息。
28.需要说明的是，监测探头201可以是一个、多个或一组、多组，在此不作限制。一些可能的例子中，监测探头201包括磁吸式超声波探头和卡具式轨温探头。例如，可以对应道岔的不同组件分别设置磁吸式超声波探头和卡具式轨温探头。
29.如图3所示，本技术提供一种道岔动静态受力监测方法，包括：301、在道岔各组件安装监测探头。
30.302、基于外部操作，生成配置指令和控制指令。
31.303、基于配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定。
32.304、基于控制指令，通过设置于道岔不同组件上的监测探头采集监测信号，监测信号包括超声波信号和温度信号。
33.305、对监测信号处理和分析，生成监测数据，监测数据表征道岔各组件的受力变化。
34.306、显示监测信号和监测数据。
35.307、基于监测数据，生成预警信息。
36.应当理解的是，本技术中使用的术语，比如“部”，是用于区分不同级别的不同组件，元件，部件，部分或组件的一种方法。但是，如果其他术语可以达到同样的目的，本技术中也可能使用该其他术语来替代上述术语。
37.本技术中描述的“第一”或“第二”等术语，仅是为了区分各部件之间的关系，并不限定其必然不同，如果其他术语可以达到同样的目的，本技术中也可能使用该其他术语来替代上述术语。
38.尽管已用具体实施例来说明和描述了本技术，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本技术的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本技术范围内的所有这些替换和修改。

技术特征：

1.一种道岔动静态受力监测系统，其特征在于，包括：控制模块，用于基于外部操作，生成配置指令和控制指令；配置模块，用于基于所述配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；数据采集模块，用于基于所述控制指令，通过设置于道岔各组件上的监测探头采集监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；处理模块，用于对所述监测信号处理和分析，生成监测数据，所述监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示模块，用于显示所述监测信号和所述监测数据；预警模块，用于基于所述监测数据，生成预警信息。2.如权利要求1所述的道岔动静态受力监测系统，其特征在于，所述配置指令包括第一配置指令，所述第一配置指令携带需要配置的探头属性和超声源参数，所述探头属性包括探头频率、可调节探头频率、探头名称、探头类型和探头型号，所述超声源参数包括检波方式、脉冲延时、脉冲宽度、阻抗匹配值、信号接收频率、收发模式、工作模式、滤波器选择、激励电压、激励模式和触发模式。3.如权利要求2所述的道岔动静态受力监测系统，其特征在于，所述配置指令包括第二配置指令，所述第二配置指令携带基准配置参数；所述配置模块，基于所述第二配置指令配置超声波形的坐标单位和坐标信息，调整超声波形的波形增益参数。4.如权利要求3所述的道岔动静态受力监测系统，其特征在于，所述配置指令包括第三配置指令，所述第三配置指令携带闸门设定参数；所述处理模块基于所述坐标单位、坐标信息和波形增益参数，将所述数据采集模块获取的预测超声波信号转换为预测超声波形；所述配置模块，基于所述第三配置指令，在所述预测超声波形中确定开始点和结束点，选择至少一个完整的临界折射纵波作为闸门。5.如权利要求4所述的道岔动静态受力监测系统，其特征在于，所述配置指令包括第四配置指令，所述第三配置指令携带声弹系数和温度系数；所述配置模块，基于所述第四配置指令，对被测对象的加载应力、材料面积、声时差和加载温度进行材料标定。6.如权利要求5所述的道岔动静态受力监测系统，其特征在于，所述数据采集模块，具体用于：基于所述配置模块的进行配置和所述控制指令，采集基本轨、尖轨、导曲轨、翼轨和护轨的所述超声波信号和所述温度信号。7.如权利要求6所述的道岔动静态受力监测系统，其特征在于，所述处理模块，具体用于：基于所述配置模块的进行配置，将所述数据采集模块采集的所述超声波信号和所述温度信号，转换在待分析超声波形；结合位置和应力特征量确定所述待分析超声波形的可靠度，若所述可靠度符合预设条件，则基于当前所述待分析超声波形生成所述监测数据。
8.一种道岔动静态受力监测装置，其特征在于，包括监测探头、驱动模块和工控机，所述工控机通过所述驱动模块与所述监测探头电性连接；所述监测探头配置为安装于道岔的各组件上；所述驱动模块配置为驱动所述监测探头对各组件进行探测，获取监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；所述工控机配置为基于外部操作，生成配置指令和控制指令；基于所述配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；基于所述控制指令，通过设置于道岔各组件上的监测探头采集监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；对所述监测信号处理和分析，生成监测数据，所述监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示所述监测信号和所述监测数据；基于所述监测数据，生成预警信息。9.如权利要求8所述的道岔动静态受力监测装置，其特征在于，所述监测探头包括磁吸式超声波探头和卡具式轨温探头。10.一种道岔动静态受力监测方法，其特征在于，包括：在道岔各组件安装监测探头；基于外部操作，生成配置指令和控制指令；基于所述配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；基于所述控制指令，通过设置于道岔不同组件上的监测探头采集监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；对所述监测信号处理和分析，生成监测数据，所述监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示所述监测信号和所述监测数据；基于所述监测数据，生成预警信息。

技术总结

本申请公开了一种道岔动静态受力监测系统、装置和方法，以实现对道岔动静态受力情况进行有效的监测。该系统包括：控制模块，用于基于外部操作，生成配置指令和控制指令；配置模块，用于基于所述配置指令，配置监测装置的硬件参数；以及，配置采集参数以及进行材料标定；数据采集模块，用于基于所述控制指令，通过设置于道岔各组件上的监测探头采集监测信号，所述监测信号包括超声波信号和温度信号；处理模块，用于对所述监测信号处理和分析，生成监测数据，所述监测数据表征道岔各组件的受力变化；显示模块，用于显示所述监测信号和所述监测数据；预警模块，用于基于所述监测数据，生成预警信息。预警信息。预警信息。