基于声波的轨道交通轨道检测系统的制作方法

本发明涉及一种基于声波的轨道交通轨道检测系统，适用于各种轨道交通轨道裂纹、螺丝松动的检测。

背景技术：

1810年英国工程师斯蒂芬森发明了火车，1876年中国有了第一条铁路，经过100余年的发展，当前中国铁路总里程达到近13万公里。随着中国城市化进程的加快，当前以北京、上海为首的城市正在大力发展城市轨道交通，轨道交通已经成为国民经济发展的重要支撑。

轨道交通轨道作为轨道交通车辆的支撑及运行的基础系统，它的状态的良好性直接关系到轨道交通车辆运行的安全性，当轨道交通轨道发生裂纹或螺丝松动时，轻则会影响轨道交通车辆运行的平稳性，重则会导致轨道交通车辆的倾覆；当前轨道交通轨道的日常检测方法有两种：敲击辩音法和振动监测法；敲击辩音法即巡道员手拿小锤行走在轨道交通轨道上，使用小锤敲击轨道，巡道员通过倾听轨道发出的声音来确定轨道是否存在裂纹或螺丝松动，敲击辩音法对轨道的日常检测严重依赖巡道员的经验和素质，存在很大的不确定性；振动检测法用于轨道检测车上，通过监测轨道检测车通过相应路段时车轮的振动频率、强度的变化来检测轨道的裂纹或螺丝松动，首先振动监测法无法用于日常的轨道检测，二是对于轨道初期出现的裂纹和螺丝的松动无法检测到，三是价格昂贵。

根据物理学原理我们知道，任何一个金属结构体都有一个固有的振动频率和多个谐振频率，固定频率和谐振频率与金属结构体的质量、刚度、结构有关，当金属结构体的质量、刚度、结构确定后，它的固定频率和谐振频率也就是确定的，当金属结构体的结构发生变化是，例如出现裂缝、松动，这个金属结构体的固有频率和谐振频率就会发生变化；当金属结构体受到敲击时，金属结构体会发出人可听见的频率处于10hz～20000hz频率之间声音，通过分析这个声音的音调和音色就可以判断金属结构体的存在的问题，声音的音调和音色在声音学上就是声音的频谱。

本发明所示的基于声波的轨道交通轨道检测系统是通过拾音器接收受到冲击后的轨道交通轨道的声音，并通过微处理器对接收到的声音信号进行处理，计算出轨道交通轨道发出的声音频谱，来检测轨道交通轨道的结构的良好性。

基于声波的轨道交通轨道检测系统可用于各种日常轨道交通轨道的裂纹、螺丝松动的检测，基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统可以有效降低轨道交通轨道检测对工人经验和素质的依赖，有效提高轨道交通轨道检测质量，及时排出隐患，从而有效提高轨道车辆运行的安全。

技术实现要素：

本发明涉及一种基于声波的轨道交通轨道检测系统。

本发明的技术方案为：基于声波的轨道交通轨道检测系统包括冲击锤、拾音器、信号放大器、微处理器组成；冲击锤用于其敲击轨道交通轨道，激发轨道的振动发出声音；拾音器用于接收轨道发出的声音，并将声波信号转换为电信号；信号放大器用于放大拾音器的信号；微处理器接收经过信号放大器放大的声音信号，并采用时域转频域算法对接收的随时间变化的声音信号转换为声音的频谱数据，并与系统保存的轨道交通轨道频谱信息进行比对输出轨道是否良好的结果。

附图说明

图1系统原理图。

图中，（1）冲击锤，（2）拾音器，（3）信号放大器，（4）微处理器，（5）轨道。

具体实施方式

面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，基于声波的轨道交通轨道检测系统包括冲击锤（1）、拾音器（2）、信号放大器（3）、微处理器（4）；拾音器（2）通过导线连接于信号放大器（3）的输入端，信号放大器（3）的输出端连接于微处理器（4）的adc端口；检测时将拾音器（2）靠近轨道（5），冲击锤（1）为金属材质锤状体，使用冲击锤（1）敲击轨道（5），拾音器（2）接收到声音信号后将声音信号转换为电信号输出给信号放大器（3），信号放大器（3）将信号放大后输出给微处理器（4），微处理器（4）接收信号，并对信号使用时域转频域算法对信号进行处理，获取到轨道（5）的频谱信息，经与存储在微处理器（4）中的轨道频谱信息进行比对，从而判断出轨道是否存在裂纹或螺丝松动，然后将信息通过声音或屏幕显示信息的方式反馈给工作人员。

上述具体实施方式是本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，所有通过分析轨道交通轨道频谱信息检测轨道交通轨道状态的方案都在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明属于轨道交通轨道检测领域，是一种基于声波的轨道交通轨道检测系统，系统包括冲击锤、拾音器、信号放大器、微处理器，冲击锤为金属锤，使用冲击锤敲击轨道使轨道发出声音，拾音器接收轨道发出的声音，信号放大器将拾音器接收的声音信号放大后输出给微处理器，微处理器对接收到的信号通过时域转频域算法计算出所接受信号的频谱数据，将计算出的频谱数据与系统保存的轮毂频谱进行比对，从而实现对轨道裂纹、螺丝松动的检测。

技术研发人员：王树敏;刘丽荣
受保护的技术使用者：北京天一高科科技有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.03.26