专利名称：基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统和方法
技术领域：
本发明涉及光纤传感网络技术领域，具体涉及重载运输线路安全监测系统和方法。
背景技术：
重载运输自问世以来，由于其显著的经济效益使其得到迅猛发展，目前重载运输 已被国际公认为铁路货运发展的方向。我国重载列车吨级也由最早的5000吨级发展到2万 吨级。在开行重载列车的过程中，由于运量和轴重的增加，现有的线路、桥梁设备装备水平 远不能适应要求，容易出现以下故障(1)重载无缝轨道焊缝断裂及车轮、钢轨、路基伤损 急剧增加。例如大秦线开行万吨列车后几个月内的钢轨损伤比开行前增加50% -80%，焊 缝伤损量增加率达224%。(2)重载无缝线路上由于钢轨的热胀冷缩，不能实现的伸缩量全 部转化为温度应力，此应力容易导致胀轨跑道和拉断钢轨问题，对行车安全构成威胁。(3) 桥梁老化、疲劳问题严重。可见研制重载铁路安全信息实时监测系统显得尤为重要。我国1951年研制第一台轨检车，1989年与美国合作，研制了 XGJ-I型轨检车，1998 年研制了 GJ-4型轨检车，能对轨道的轨距、扭曲等几何参数进行测量。对钢轨损伤的探测 主要是射线擦伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流擦伤、超声探伤，但是他们必须要使用轨检车， 不能实时对轨道的健康情况进行监测。自无缝轨道问世以来，轨温监测工作就被放到了一 个非常重要的地位。但是目前我国的铁路轨温监测主要是靠人工定点定时测量完成。这种 测温方法所获得的监测数据密度小，难以捕捉日、月、年内的最高轨温和最低轨温；占用劳 动力多、测量误差大、实时性差，因此难以为铁路作业提供及时、准确、科学的决策依据。我 国很多桥梁都是按照普通线路设计制造的，由于重载列车具有高行车密度、高牵引定数、高 单车载重的三高特点，在运行重载列车后，这些桥梁超过了载荷，从而加速了桥梁的老化和 损害，存在隐患，所以对桥梁的监测也十分必要。另外，传统传感器需要用不同传感器分别对桥梁、钢轨不同部位的应变、振动、温 度等信息进行监测，受到位置、时间等因素限制，几乎无法实现实时监测。而且不同传感器 换能物理量不尽相同，这给传感信息融合、智能化处理带来很多不便。从90年代开始，我国就开始了对光纤传感技术的应用研究，并且已经有商业产品 销售。但是由于上述方法和系统价格昂贵，成本很高，只有在大型桥梁上才有合适的性价 比。但重载铁路桥梁大多数都是小型桥梁，用已有的桥梁监测产品对其进行监测，设备价格 过于昂贵，所以很少有采用光纤光栅桥梁疲劳监测，多数只能靠人工监测。然而，如果将桥 梁和钢轨共用一套网络系统进行监测，则可大大降低监测成本。
发明内容
本发明为了克服现有重载铁路运输线路安全监测技术方法存在精度低、成本高、 不便于实时在线监测的问题，提供一种基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统和方法。基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统，它包括光源、耦合器、η个 钢轨光纤光栅应变传感器、i个钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器、m个桥梁光纤光栅 应变和温度组合传感器、法布里珀罗解调仪、计算机，η个钢轨光纤光栅应变传感器、i个钢 轨光纤光栅应变和加速度组合传感器和m个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器通过传 输光纤串连在一起组成监测区域，其中i、m、η为偶数，每两个钢轨光纤光栅应变传感器组 成一对钢轨光纤光栅应变传感器组对，共η/2对钢轨光纤光栅应变传感器组对，每两个钢 轨光纤光栅应变和加速度组合传感器组成一对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器组 对，共i/2对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器组对，每两个桥梁光纤光栅应变和温 度组合传感器组成一对桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器组对，共m/2对桥梁光纤光栅 应变和温度组合传感器组对，每对钢轨光纤光栅应变传感器组对采用粘贴的方法对称的沿 钢轨方向固定在钢轨无缝焊接处，每对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器组对对称的 沿钢轨方向固定在左右钢轨位于两根轨枕之间的 一段钢轨的轨腰处，每对桥梁光纤光栅应 变和温度组合传感器组对对称的沿桥梁方向固定在桥梁主梁有代表性的断面底部受力点， 光源与耦合器的一端通过传输光纤连接在一起，耦合器的另一端与监测区域通过传输光纤 连接在一起，耦合器的第三端与法布里珀罗解调仪的输入端相连，法布里珀罗解调仪的输 出端与计算机的输入端相连。利用基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统的监测方法为光源发出的光经过耦合器入射到监测区域，钢轨、桥梁及轮轨之间的运行状态将 引起光纤光栅反射波长的变化，将变化的波长信号送入法布里珀罗解调仪中，法布里珀罗 解调仪利用波分复用解调技术将监测区域中所有光纤光栅传感器的反射波长的变化信号 解调出来传递至计算机，计算机依据反射波长的变化情况，判断钢轨无缝焊接处的断裂情 况、列车车轮及钢轨、路基的伤病情况、由温度导致的钢轨热胀冷缩产生的内部应变情况和 桥梁的结构安全状态，提供给用户，并适时发出警告信息。光纤光栅(fiber Bragg grating FBG)传感器有免受电磁干扰、体积小(对监测 物结构几乎无任何影响)，重量轻(粘贴在被测物体表面几乎不会对物体的结构、性能产生 任何影响)，寿命长(> 20年)，灵敏度高，可利用波长编码，不受光强度波动影响，单根光 纤可实现大量光纤光栅传感器的复用，实现对车辆的应变、温度、振动等信息同时监测，易 于组网，光纤可延深长度达IOOkm等优点。这些优点使其成为重载运输线路安全监测的最 理想传感材料。 本发明适用于重载运输线路在线监测，用本发明的装置和方法监测重载运输线路 可实现高精度、抗电磁干扰、耐腐蚀、在线高速监测。本发明利用在铁路线路及桥梁上铺设 的各种类型光纤光栅传感器，及综合分析由各个传感器得到的测量结果，可实现以下内容 的监测钢轨无缝焊接处的断裂情况监测；列车车轮及钢轨、路基的伤病情况监测；由温度 导致的钢轨热胀冷缩产生的内部应变的监测；桥梁的结构安全状态监测；通过将桥梁与钢 轨上铺设的传感器串联，形成一体化的传感器网络，使桥梁和铁路共用一套监测系统，实现 重载铁路线路安全监测的智能化管理，降低了监测成本。
图1为基于光纤传感网络的重载铁路运输线路安全监测系统结构示意图。图2为 法布里珀罗解调仪11的结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，基于光纤传感网络的重载运输线路 安全实时监测系统，它包括光源1、耦合器2、n个钢轨光纤光栅应变传感器5、i个钢轨光纤 光栅应变和加速度组合传感器8、m个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器10、法布里珀罗 解调仪11、计算机12，η个钢轨光纤光栅应变传感器5、i个钢轨光纤光栅应变和加速度组 合传感器8和m个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器10通过传输光纤3串连在一起组 成监测区域7，其中i、m、n为偶数，每两个钢轨光纤光栅应变传感器5组成一对钢轨光纤光 栅应变传感器组对，共η/2对钢轨光纤光栅应变传感器5组对，每两个钢轨光纤光栅应变和 加速度组合传感器8组成一对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8组对，共i/2对钢 轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8组对，每两个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器 10组成一对桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器10组对，共m/2对桥梁光纤光栅应变和 温度组合传感器10组对，每对钢轨光纤光栅应变传感器5组对采用粘贴的方法对称的沿钢 轨方向固定在钢轨无缝焊接处，每对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8组对对称的 沿钢轨方向固定在左右钢轨位于两根轨枕之间的一段钢轨的轨腰处，每对桥梁光纤光栅应 变和温度组合传感器10组对对称的沿桥梁方向固定在桥梁主梁有代表性的断面底部受力 点，光源1与耦合器2的一端通过传输光纤3连接在一起，耦合器2的另一端与监测区域7 通过传输光纤3连接在一起，耦合器2的第三端与法布里_珀罗解调仪11的输入端相连， 法布里_珀罗解调仪11的输出端与计算机12的输入端相连。
具体实施方式
二 本实施方式与具体实施方式
一的不同之处在于η个钢轨光纤光 栅应变传感器5、i个钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8、m个桥梁光纤光栅应变和温 度组合传感器10具有不同反射波长，光源1为宽带光源。宽带光源1的光信号波段足够宽可以覆盖η个钢轨光纤光栅应变传感器5、i个钢 轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8、m个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器10的反 射波长和每一个光纤光栅传感器的波长偏移量，每两个光纤光栅传感器之间的波长间隔比 反射信号的波长中允许的最大偏载值的偏移量还要大，这样反射波长不会有重叠的部分。
具体实施方式
三结合图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一或二 的不同之处在于法布里-珀罗解调仪11由可调谐光纤法布里-珀罗滤波器13、锯齿波信号 发生装置14、光电转换、放大、滤波调整电路15、数据采集装置16组成，所述可调谐光纤法 布里珀罗滤波器13的一个信号输入端用于接收法布里_珀罗解调仪11外部的输入信号， 可调谐光纤法布里_珀罗滤波器13的另一个信号输入端与锯齿波信号发生装置14的一个 信号输出端相连，可调谐光纤法布里-珀罗滤波器13的信号输出端与光电转换、放大、滤波 调整电路15的信号输入端相连，光电转换、放大、滤波调整电路15的信号输出端与数据采 集装置16的一个信号输入端相连，锯齿波信号发生装置14的另一个信号输出端与数据采 集装置16的另一个信号输入端相连，数据采集装置16的信号输出端用于向法布里-珀罗 解调仪11外部发送输出信号。
外界引起的应变、温度变化和加速度使具有不同反射波长的光纤光栅传感器的反
射波长发生漂移，从各个光纤光栅传感器反射回来的具有不同波长W........An+m+i
的光信号进入可调谐光纤法布里-珀罗滤波器13，锯齿波信号发生装置14在法布里-珀罗 腔的压电体上施加锯齿波扫描电压，调节法布里-珀罗腔的间隔，不同扫描电压对应法布 里-珀罗腔透射光的波长不同，这样就使多个光纤光栅传感器同一时刻反射回来的不同波 长的光信号在同一扫描周期的不同时刻通过法布里-珀罗腔，再经过光电转换、放大、滤波 调整电路15将光脉冲转换为时序电脉冲信号，与锯齿波扫描电压信号一起进入数据采集 系统16采集数据后送入计算机12，进行信号处理，最终得到被测信息。锯齿波信号发生装 置14发出的锯齿波扫描电压对法布里_珀罗腔的扫描速度可以达到2 KHz，完全能够对铁 路线路的车轮、钢轨故障产生的振动信号进行监测。
具体实施方式
四结合图1说明本实施方式，本实施方式是利用具体实施方式
一 中所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统进行监测的方法光源1发 出的光经过耦合器2入射到监测区域7，钢轨、桥梁及轮轨之间的运行状态将引起光纤光栅 反射波长的变化，将变化的波长信号送入法布里_珀罗解调仪U中，法布里_珀罗解调仪 11利用波分复用解调技术将监测区域7中所有光纤光栅传感器的反射波长的变化信号解 调出来传递至计算机12，计算机12依据反射波长的变化情况，判断钢轨无缝焊接处的断裂 情况、列车车轮及钢轨、路基的伤病情况、由温度导致的钢轨热胀冷缩产生的内部应变情况 和桥梁的结构安全状态，提供给用户，并适时发出警告信息。所述运行状态包括应力、振动、温度状态。
具体实施方式
五本实施方式是对具体实施方式
四中判断钢轨无缝焊接处的断裂 情况方法的进一步说明计算机12通过监测每个钢轨光纤光栅应变传感器5反射波长的变 化信息，判断每个钢轨光纤光栅应变传感器5所在的钢轨的无缝焊接处是否出现裂缝如 果钢轨的无缝焊接处有裂缝，则重载列车经过此处时，裂缝处会使钢轨光纤光栅应变传感 器5产生的轴向应变比正常情况增大，导致光纤光栅反射波长产生非正常漂移，通过比较 每个钢轨光纤光栅应变传感器5对每个车轮的监测结果来判断钢轨的无缝焊接处是否出 现断裂，在车轮通过任意钢轨光纤光栅应变传感器5时，如果所有车轮在此处都产生了非 正常波长漂移，则可判断此处钢轨的无缝焊接处产生了断裂；如果仅部分车轮在此处产生 了非正常波长漂移，则可判断可能是车轮踏面产生了损伤，如果所有车轮在此处都没有产 生非正常波长漂移，则可判断此处钢轨的无缝焊接处没有断裂。
具体实施方式
六本实施方式是对具体实施方式
四中判断列车车轮及钢轨、路基 的伤病情况方法的进一步说明计算机12监测每个钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感 器8反射波长的变化信息，所述反射波长变化信息包括车轮接触钢轨时对钢轨产生的冲击 力和车轮和钢轨接触发生碰撞时所产生的振动信号，所述车轮接触钢轨时对钢轨产生的冲 击力是由钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8中的光纤光栅应变传感器记录的，所述 车轮和钢轨接触发生碰撞时所产生的振动信号是由钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感 器8中的光纤光栅加速度传感器记录的，对检测到的振动信号进行频谱及功率谱分析，如 果钢轨、列车车轮或路基出现损伤，则重载列车经过此处时，钢轨光纤光栅应变和加速度组 合传感器8的测量结果与无损伤情况会有不同，光纤光栅应变传感器产生的轴向应变会增 大，光纤光栅加速度传感器产生的频谱及功率谱会出现异常，通过钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8出现的这种非正常差异判断列车车轮及钢轨、路基的伤病情况如果重 载列车的每个轮子在此处通过时都产生了异常，则可判断此处钢轨出现了损伤；如果列车 的某个轮子通过每个传感器时都出现这种异常，则可判断此车轮出现了损伤；如果列车的 每组轮对通过钢轨左右两侧钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8时，两侧的钢轨光纤 光栅应变和加速度组合传感器8都出现了异常，预示着此处路基出现了损伤。通过上述分析就可以根据具体情况区分是钢轨、列车车轮还是路基出现了问题。 从以上三方面监测钢轨、车轮、路基的损伤情况，从而预测脱轨的可能性，防止事故发生。同 时，利用钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器8还可以判断路基病害，如轨道扣件松动、 轨枕偏移、路基下沉、松软、翻浆等情况。
具体实施方式
七本实施方式是对具体实施方式
四中判断由温度导致的钢轨热胀 冷缩产生的内部应变情况方法的进一步说明在无列车通过时，利用钢轨光纤光栅应变和 加速度组合传感器8中的光纤光栅应变传感器对由温度导致的钢轨热胀冷缩产生的内部 应变进行实时准静态监测，依据无缝钢轨热胀冷缩转换成温度应力的力学模型，通过确定 钢轨的内应变情况，判断因温度膨胀导致列车脱轨的可能性。
具体实施方式
八结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式
四中 判断桥梁的结构安全状态方法的进一步说明利用桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器 10对重载铁路沿线桥梁的主要受力构件9进行监测。
权利要求
基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统，其特征在于它包括光源(1)、耦合器(2)、n个钢轨光纤光栅应变传感器(5)、i个钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)、m个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)、法布里珀罗解调仪(11)、计算机(12)，n个钢轨光纤光栅应变传感器(5)、i个钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)和m个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)通过传输光纤(3)串连在一起组成监测区域(7)，其中i、m、n为偶数，每两个钢轨光纤光栅应变传感器(5)组成一对钢轨光纤光栅应变传感器组对，共n/2对钢轨光纤光栅应变传感器(5)组对，每两个钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)组成一对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)组对，共i/2对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)组对，每两个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)组成一对桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)组对，共m/2对桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)组对，每对钢轨光纤光栅应变传感器(5)组对采用粘贴的方法对称的沿钢轨方向固定在钢轨无缝焊接处，每对钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)组对对称的沿钢轨方向固定在左右钢轨位于两根轨枕之间的一段钢轨的轨腰处，每对桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)组对对称的沿桥梁方向固定在桥梁主梁有代表性的断面底部受力点，光源(1)与耦合器(2)的一端通过传输光纤(3)连接在一起，耦合器(2)的另一端与监测区域(7)通过传输光纤(3)连接在一起，耦合器(2)的第三端与法布里珀罗解调仪(11)的输入端相连，法布里-珀罗解调仪(11)的输出端与计算机(12)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统，其特 征在于n个钢轨光纤光栅应变传感器(5)、i个钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)、 m个桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)具有不同反射波长，光源(1)为宽带光源。
3.根据权利要求1所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统，其特 征在于法布里珀罗解调仪(11)由可调谐光纤法布里珀罗滤波器(13)、锯齿波信号发生装 置(14)、光电转换、放大、滤波调整电路(15)、数据采集装置(16)组成，所述可调谐光纤法 布里珀罗滤波器(13)的一个信号输入端用于接收法布里珀罗解调仪(11)外部的输入信 号，可调谐光纤法布里珀罗滤波器(13)的另一个信号输入端与锯齿波信号发生装置(14) 的一个信号输出端相连，可调谐光纤法布里珀罗滤波器(13)的信号输出端与光电转换、放 大、滤波调整电路(15)的信号输入端相连，光电转换、放大、滤波调整电路(15)的信号输出 端与数据采集装置(16)的一个信号输入端相连，锯齿波信号发生装置14的另一个信号输 出端与数据采集装置(16)的另一个信号输入端相连，数据采集装置(16)的信号输出端用 于向法布里珀罗解调仪(11)外部发送输出信号。
4.利用权利要求1所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统的监 测方法，其特征在于光源(1)发出的光经过耦合器(2)入射到监测区域(7)，钢轨、桥梁及轮 轨之间的运行状态将引起光纤光栅反射波长的变化，法布里珀罗解调仪(11)接收从监测 区域(7)传递的反射波长的变化信号，利用波分复用解调技术将监测区域(7)中所有光纤 光栅传感器传感的反射波长的变化信号解调出来传递至计算机(12)，计算机(12)依据反 射波长的变化情况，判断钢轨无缝焊接处的断裂情况、列车车轮及钢轨、路基的伤病情况、 由温度导致的钢轨热胀冷缩产生的内部应变情况和桥梁的结构安全状态，提供给用户，并 适时发出警告信息。
5.根据权利要求4所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测方法，其特 征在于判断钢轨无缝焊接处的断裂情况方法具体为计算机(12)通过监测每个钢轨光纤 光栅应变传感器(5)反射波长的变化信息，判断每个钢轨光纤光栅应变传感器(5)所在的 钢轨的无缝焊接处是否出现裂缝如果钢轨的无缝焊接处有裂缝，则重载列车经过此处时， 裂缝处会使钢轨光纤光栅应变传感器(5)产生的轴向应变比正常情况增大，导致光纤光栅 反射波长产生非正常漂移，通过比较每个钢轨光纤光栅应变传感器(5)对每个车轮的监测 结果来判断钢轨的无缝焊接处是否出现断裂，在车轮通过任意钢轨光纤光栅应变传感器 (5)时，如果所有车轮在此处都产生了非正常波长漂移，则可判断此处钢轨的无缝焊接处产 生了断裂；如果仅部分车轮在此处产生了非正常波长漂移，则可判断可能是车轮踏面产生 了损伤，如果所有车轮在此处都没有产生非正常波长漂移，则可判断此处钢轨的无缝焊接 处没有断裂。
6.根据权利要求4所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测方法，其 特征在于判断列车车轮及钢轨、路基的伤病情况方法具体为计算机(12)监测每个钢轨光 纤光栅应变和加速度组合传感器(8)反射波长的变化信息，所述反射波长变化信息包括车 轮接触钢轨时对钢轨产生的冲击力和车轮和钢轨接触发生碰撞时所产生的振动信号，所述 车轮接触钢轨时对钢轨产生的冲击力是由钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)中 的光纤光栅应变传感器记录的，所述车轮和钢轨接触发生碰撞时所产生的振动信号是由钢 轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)中光纤光栅加速度传感器记录的，对监测到的振 动信号进行频谱及功率谱分析，如果钢轨、列车车轮或路基出现损伤，则重载列车经过此处 时，钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)的测量结果与无损伤情况会有不同，光纤 光栅应变传感器产生的轴向应变会增大，光纤光栅加速度传感器产生的频谱及功率谱会出 现异常，通过钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)出现的这种非正常差异判断列车 车轮及钢轨、路基的伤病情况如果重载列车的每个轮子在此处通过时都产生了异常，则可 判断此处钢轨出现了损伤；如果列车的某个轮子通过每个传感器时都出现这种异常，则可 判断此车轮出现了损伤；如果列车的每组轮对通过钢轨左右两侧钢轨光纤光栅应变和加速 度组合传感器(8)时，两侧的钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)组合都出现了异 常，预示着此处路基出现了损伤。
7.根据权利要求4所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测方法，其 特征在于判断由温度导致的钢轨热胀冷缩产生的内部应变情况方法具体为在无列车通过 时，利用钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器(8)中的光纤光栅应变传感器对由温度导 致的钢轨热胀冷缩产生的内部应变进行实时准静态监测，依据无缝钢轨热胀冷缩转换成温 度应力的力学模型，通过确定钢轨的内应变情况，判断因温度膨胀导致列车脱轨的可能性。
8.根据权利要求4所述的基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测方法，其特 征在于利用桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器(10)对重载铁路沿线桥梁的主要受力构 件(9)进行监测。
全文摘要
基于光纤传感网络的重载运输线路安全实时监测系统和方法，它涉及光纤传感网络技术领域。克服了现有重载铁路运输线路安全监测技术方法存在精度低、成本高、不便于实时在线监测的问题。钢轨光纤光栅应变传感器、钢轨光纤光栅应变和加速度组合传感器和桥梁光纤光栅应变和温度组合传感器通过传输光纤串连在一起组成监测区域，光源发出的光经过耦合器入射到监测区域，当重载列车通过监测区域的钢轨时，轮轨之间的运行状态将引起光纤光栅反射波长的变化，计算机依据反射波长的变化情况，判断钢轨无缝焊接处的断裂情况、列车车轮及钢轨、路基的伤病情况、由温度导致的钢轨热胀冷缩产生的内部应变情况和桥梁的结构安全状态。本发明适用于重载运输线路在线监测。
文档编号B61K9/10GK101830237SQ20101030046
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月20日 优先权日2010年1月20日
发明者刘盛春, 张丽莹 申请人:黑龙江大学