本实用新型属于轨道检测技术领域，尤其涉及一种无砟轨道检测装置。
背景技术：
随着我国高速铁路快速建设发展，无砟轨道作为轨道、列车的载体，其质量好坏直接关系到列车运行的平顺性和舒适性，但受列车荷载和环境荷载的长期反复作用，无砟轨道层间结构已经出现了脱空、离缝、离析等病害，弹性波法是一种有效检测和识别无砟轨道脱空、离缝、离析等病害的方法。
但是，目前的弹性波检测主要通过位移传感器感知振动回波信号，再通过电缆与主机上的采集卡连接，最后通过主机上的采集软件进行信号采集，这种弹性波检测方式中的位移传感器响应频率低，且主机与传感器分离，可操作性差，需要多人配合，操作复杂，降低了操作人员的工作效率。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种无砟轨道检测装置，以解决现有技术中主机与传感器分离，可操作性差，需要多人配合，操作复杂的问题。
本实用新型实施例提供了一种无砟轨道检测装置，包括：无砟轨道检测模块、采集模块、显示模块和控制模块，所述无砟轨道检测模块包括在待测无砟轨道上转动的测距轮、设置在所述测距轮一侧的弹性波激发组件和设置在所述测距轮上的传感器；
所述测距轮连接所述控制模块，所述控制模块连接所述弹性波激发组件，所述传感器连接所述采集模块，所述采集模块连接所述控制模块，所述控制模块连接所述显示模块，所述控制模块根据所述测距轮沿待测无砟轨道上预设线路运动发送的脉冲信号控制所述弹性波激发组件与待测无砟轨道接触触发弹性波，所述传感器采集弹性波信号并将所述弹性波信号发送至所述采集模块，所述采集模块将所述弹性波信号发送至所述控制模块，所述控制模块对所述弹性波信号进行傅里叶变换，将傅里叶变换后的信号图像发送至所述显示模块供操作人员判断待测无砟轨道是否合格。
作为进一步的技术方案，所述装置还包括壳体，所述壳体两侧设有行走轮，所述壳体上还设有面板，所述显示模块嵌入在所述面板上，所述壳体底部设有安装所述测距轮的第一长槽孔和安装所述弹性波激发组件的第二长槽孔，所述壳体内部设有用于固定所述采集模块和所述控制模块的卡槽，且所述卡槽之间的间距可调。
作为进一步的技术方案，所述装置还包括：传输模块，所述采集模块通过所述传输模块与所述控制模块连接。
作为进一步的技术方案，所述传输模块为无线传输模块。
作为进一步的技术方案，所述传感器有若干个，均匀分布在所述测距轮上。
作为进一步的技术方案，所述测距轮为电磁触发测距轮。
作为进一步的技术方案，所述传感器为压电式加速度传感器。
作为进一步的技术方案，所述显示模块为触摸显示屏。
作为进一步的技术方案，所述采集模块为同步AD采集模块。
作为进一步的技术方案，所述装置还包括存储模块，所述存储模块连接所述控制模块。
本实用新型实施例的有益效果为：采用上述方案后，能集传感、采集、数据处理功能为一体，传感器将采集到的弹性波信号发送至采集模块，采集模块将弹性波信号发送至控制模块，控制模块对弹性波信号进行傅里叶变换，将傅里叶变换后的信号图像发送至显示模块供操作人员判断待测无砟轨道是否合格，不需要多人配合，提高了装置的可操作性，且操作简单，提高了工作人员的操作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的无砟轨道检测装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中提供的壳体结构示意图；
图3是本实用新型另一实施例提供的无砟轨道检测装置的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中提供的传感器分布结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，为本实用新型实施例提供的无砟轨道检测装置的结构示意图，包括：无砟轨道检测模块1、采集模块2、显示模块4和控制模块3，所述无砟轨道检测模块1包括在待测无砟轨道上转动的测距轮11、设置在所述测距轮11一侧的弹性波激发组件12和设置在所述测距轮11上的传感器13；所述测距轮11连接所述控制模块3，所述控制模块3连接所述弹性波激发组件12，所述传感器13连接所述采集模块2，所述采集模块2连接所述控制模块3，所述控制模块3连接所述显示模块4，所述控制模块3根据所述测距轮11沿待测无砟轨道上预设线路运动发送的脉冲信号控制所述弹性波激发组件12与待测无砟轨道接触触发弹性波，所述传感器13采集弹性波信号并将所述弹性波信号发送至所述采集模块2，所述采集模块2将所述弹性波信号发送至所述控制模块3，所述控制模块3对所述弹性波信号进行傅里叶变换，将傅里叶变换后的信号图像发送至所述显示模块4供操作人员判断待测无砟轨道是否合格。
具体的，装置上电后，操作人员通过在显示模块4上设置采集模块2的采样速率，采样点数，并保存设置，优选的，采集模块2的参数通常值为：采样频率200KHz，采样点数4096点，操作人员将该装置放置在无砟轨道的轨道板表面，保证测距轮11与轨道板表面紧密接触，操作人员按照画定的测线方向推动该装置，测距轮11每转动1周，向控制模块3发送脉冲信号，当控制模块3接收到脉冲信号后，向弹性波激发组件12供电，使得弹性波激发组件12的舌头弹出，与无砟轨道的轨道板接触，激发弹性波，同时启动传感器13和采集模块2采集弹性波信号，传感器13采集弹性波信号后，将弹性波信号发送至采集模块2，采集模块2将弹性波信号发送至控制模块3，控制模块3对弹性波信号进行傅里叶变换，将傅里叶变换后的信号图像发送至显示模块4显示，操作人员再根据显示模块显示的信号图像进行判断，由于轨道板为强度为C55钢筋混凝土，CA砂浆层是待测无砟轨道的一部分，位于轨道板下部，CA砂浆层为C40的素混凝土，所以弹性波中的P波在轨道板和CA砂浆层表面存在必定存在反射波，优选的，轨道板厚度为20cm，P波波速约为4860m/s，所以此时操作人员可观察显示模块4显示的信号图像在12KHz附近是否有峰值，如果有峰值则判定为合格信号，再判断在频率为12K处的峰值是否为整个频谱中的最大值，若在频率为12K处的峰值为整个频谱中的最大值，则判定待测无砟轨道不合格，若在频率为12K处的峰值不是整个频谱中的最大值，则判定待测无砟轨道合格。优选的，控制模块3的型号为TC233L32F200FABKXUMA1。其中，控制模块，采集模块均为现有的模块，在市场上均有现有产品。
采用上述方案后，能集传感、采集、数据处理功能为一体，不需要多人配合，能够实现单人操作，克服了原有装置多人操作协调困难的缺点，提高了装置的可操作性，且操作简单，提高了工作人员的操作效率。
此外，如图2所示，在一个具体事例中，所述装置还包括壳体5，所述壳体5两侧设有行走轮6，所述壳体5上还设有面板，所述显示模块4嵌入在所述面板上，所述壳体5底部设有安装所述测距轮的第一长槽孔7和安装所述弹性波激发组件的第二长槽孔8，所述壳体5内部设有用于固定所述采集模块2和所述控制模块3的卡槽，且所述卡槽之间的间距可调。
具体的，外壳5起到保护内部结构和连接外部配件的作用，优选的，外壳5采用不锈钢金属外壳，提高了产品的美观度，并且使产品的触摸感极佳，另外，金属导热性良好，对比塑料，金属能更快的散掉内部设备的热量。而且，不锈钢金属外壳硬度大，能更好的保护内部组件，且能防晒防雨，不易生锈，提高了装置的使用寿命。壳体5两侧分别配置有行走轮6，优选的，壳体5每侧有2个行走轮，一共设有4个行走轮，每侧两个能保持壳体平衡，即使操作人员不用手扶住壳体，他也能保持水平状态，行走轮6能起到推动检测装置向前运行的作用，方便了装置了移动。外壳5一侧还可以设置把手，优选的，把手有两个，两个把手之间的距离等于外壳5的侧边长，形成一个类似小车推手，方便操作人员推动装置前进。同时，在外壳5的一侧还配置了电源接口，通电接口和数据接口，电源接口可以打开，方便操作人员更换内部蓄电池；充电接口方便为该装置充电；数据接口能够和内部的采集存储板交换数据，优选的，为U盘接口。壳体5底部设有安装测距轮的第一长槽孔7和安装弹性波激发组件的第二长槽孔8，第一长槽孔的长度与测距轮的外直径相匹配，测距轮安装在第一长槽孔上，且测距轮与无砟轨道的轨道板表面相接触，弹性波激发组件安装在第二长槽孔上，第二长槽孔设置在第一长槽孔的一侧，且弹性波激发组件在被触发时，使得弹性波激发组件12的舌头弹出，刚好与无砟轨道的轨道板接触，激发弹性波。显示模块4嵌入在壳体5的面板上，面板设置在壳体5的顶部，显示模块4嵌入在上边，且在面板的一侧还设有按键，按键包括数字键，确认键，取消键等，该数字键，确认键，取消键均连接控制模块，用于设置初始参数和确认取消等操作，使得该装置更加人性化，操作更加方便。
此外，如图3所示，在一个具体事例中，所述装置还包括：传输模块9，所述采集模块2通过所述传输模块9与所述控制模块3连接。传输模块包括光纤传输，蓝牙传输，物联网传输等，结合不同的实际场景情况可以选择不同的传输方式。
此外，如图3所示，在一个具体事例中，所述传输模块9为无线传输模块。无线传输部分主要用作采集参数设置，采集数据传输等功能，无线传输模块以IEEE 802.11g为传输协议，传输速率达54Mb/s，满足现场数据采集和采集参数设置需求。
此外，如图4所示，在一个具体事例中，所述传感器13有若干个，均匀分布在所述测距轮11上，能同步采集到弹性波激发组件12触发的弹性波，克服了单个传感器接收数据时激发与采集不同步的缺点。优选的，传感器13有八个，经过数次试验与测试，操作人员得出在测距轮上均匀设置八个传感器时，采集的数据更加准确，且使得触发与采集之间的时间间隔最短，基本上实现了触发数据与采集数据的同步。优选的，传感器13采用压电式加速度传感器，均匀布置在测距轮上，并用硬质橡胶保护，克服了常规弹性波采集利用位移型传感器频带范围窄，响应速度慢的缺点，优选的，传感器13采用MEMS加速度传感器Model1221x-002。
此外，在一个具体事例中，所述测距轮11为电磁触发测距轮，优选的，该装置实施例采用的是周长为1英寸的测距轮，经过实验证明，该尺寸的测距轮使得计算更加方便，快速，提高了计算速率。
弹性波激发组件采用XRN-90/126TL推拉式直流电磁铁，能够根据具体需求，更换接触头，激发不同频率的弹性波，操作方便，简单，能满足不同频率弹性波的需求，增加该装置的实用性，优选的，本实施例中采用的是直径为5mm的接触头，该尺寸的接触头使得更加符合本情景的测量，使得恰好触发操作人员所需要的弹性波。
此外，如图3所示，在一个具体事例中，所述显示模块4为触摸显示屏，操作人员可以直接在触摸屏上进行操作，操作方便。
此外，如图3所示，在一个具体事例中，所述采集模块2为同步AD采集模块，采用16通道16位同步AD采集模块，实现带状加速度传感器数据采集，采集速度快，数据传输效率高。
此外，如图3所示，在一个具体事例中，所述装置还包括存储模块10，所述存储模块10连接所述控制模块3，控制模块3对比采集的弹性波信号，取幅度最大值为当前测点采样数据值，并保存在存储模块10中，供控制模块3调用，优选的，存储模块10采用TF卡数据存储，另外，本装置还设有备用存储模块，备用存储模块中存储着与存储模块10中同样的数据，平常，控制模块3在存储模块10中调用数据，当存储模块10出现故障时，控制模块3可以直接从备用存储模块中调用数据，避免了数据丢失与损坏给装置的使用带来的麻烦，同时保障了数据的安全性与可靠性。
此外，在一个具体事例中，所述装置还包括供电模块，所述供电模块分别给测距轮11、弹性波激发组件12、传感器13、控制模块3和显示模块4供电，所述供电模块还分别给传输模块9、存储模块10和备用存储模块供电，优选的，供电模块为蓄电池，通过太阳能电池板为蓄电池提供电能，避免了出现在室外工作时，缺电断电的情况，同时，该装置还设有电源接口，通过外接电源为该装置提供电能。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。