一种监测钢轨裂纹状态的传感器及钢轨裂纹监测方法与流程

本申请涉及监测传感器，特别涉及一种监测钢轨裂纹状态的传感器及钢轨裂纹监测方法。

背景技术：

1、目前，钢轨在焊接缺陷、低温、交变载荷时会出现断开的情况，在高寒、地铁隧道地下水影响情况下，钢轨易发生冻胀导致出现裂纹。而钢轨的断开或裂纹存在严重的安全危害。

2、现有技术通常通常采用超声波技术或轨道电路技术对钢轨的断开状态进行监测，超声波技术如探伤小车，是周期性巡检技术，不能实时监测，轨道电路技术主要针对钢轨断开状态进行监测，对裂纹状态不易监测。

3、可见，目前的钢轨监测技术无法实时对钢轨的裂纹状态进行监测。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种监测钢轨裂纹状态的传感器及钢轨裂纹监测方法。

2、本说明书采用下述技术方案：

3、本说明书提供了一种监测钢轨裂纹状态的传感器，所述传感器为薄膜式的柔性器件，所述传感器包括：

4、绝缘层，用于将传感器粘贴固定在钢轨上，并对钢轨和传感器内的敏感栅极进行隔离；

5、敏感栅极，设置于绝缘层上，当钢轨在外力作用下出现裂纹时，敏感栅极中至少部分金属丝发生断裂，电阻变大；

6、防护层，设置于敏感栅极上，将敏感栅极和外界进行隔离，对敏感栅极进行密封保护。

7、可选地，所述传感器为长条状；所述绝缘层用于按照尖轨的铺设方向，将传感器粘贴固定在尖轨上。

8、可选地，所述敏感栅极为拱状金属丝形成对称式平行金属栅结构，当钢轨在外力作用下出现裂纹时，敏感栅极中至少部分金属丝依次断裂。

9、可选地，所述敏感栅为电阻温度系数小于±4×10e(-5)/℃、电阻率大于或等于0.48μω·m的金属栅极结构。

10、可选地，所述防护层，保护层，设置于敏感栅极上，将敏感栅极和外界进行绝缘隔离，对敏感栅极进行保护；

11、封装层，设置于保护层上，对传感器整体进行密封保护，防止外界冲击或老化导致敏感栅极断裂。

12、本说明书提供了一种钢轨裂纹监测方法，包括：

13、获取多个监测钢轨裂纹状态的传感器的电阻值；

14、针对每个传感器，根据预设的标准阻值，分别判断传感器的电阻值是否大于标准阻值；

15、若是，则确定设置该传感器的钢轨段出现裂纹。

16、本说明书提供了一种钢轨裂纹监测装置，包括：

17、获取模块，用于获取多个监测钢轨裂纹状态的传感器的电阻值；

18、监测模块，用于针对每个传感器，根据预设的标准阻值，分别判断传感器的电阻值是否大于标准阻值，若是，则确定设置该传感器的钢轨段出现裂纹。

19、本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述钢轨裂纹监测方法。

20、本说明书提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述钢轨裂纹监测方法。

21、本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

22、监测钢轨裂纹状态的传感器包括绝缘层、敏感栅极和防护层，传感器整体与钢轨粘贴固定。其中，绝缘层用于将传感器粘贴固定在钢轨上，并对钢轨和传感器内的敏感栅极进行隔离。敏感栅极设置于绝缘层上，当钢轨在外力作用下出现裂纹时，敏感栅极中至少部分金属丝发生断裂，电阻变大。防护层设置于敏感栅极上，将敏感栅极和外界进行隔离，对敏感栅极进行密封保护。

23、本发明传感器中的敏感栅极能够敏感的随着钢轨的状态变化而相应变化，于是可通过敏感栅极的电阻状态反映钢轨的裂纹状态。能够有效的对钢轨裂纹状态进行监测，提高了钢轨裂纹监测的实时性、准确性以及便捷性。

技术特征：

1.一种监测钢轨裂纹状态的传感器，其特征在于，所述传感器为薄膜式的柔性器件，所述传感器包括：

2.如权利要求1所述的监测钢轨裂纹状态的传感器，其特征在于，所述传感器为长条状；所述绝缘层用于按照尖轨的铺设方向，将传感器粘贴固定在尖轨上。

3.如权利要求1所述的监测钢轨裂纹状态的传感器，其特征在于，所述敏感栅极为拱状金属丝形成对称式平行金属栅结构，当钢轨在外力作用下出现裂纹时，敏感栅极中至少部分金属丝依次断裂。

4.如权利要求1所述的监测钢轨裂纹状态的传感器，其特征在于，所述敏感栅为电阻温度系数小于±4×10e(-5)/℃、电阻率大于或等于0.48μω·m的金属栅极结构。

5.如权利要求1所述的监测钢轨裂纹状态的传感器，其特征在于，所述防护层，具体包括：

6.一种基于权利要求1～5任一所述的监测钢轨裂纹状态的传感器的钢轨裂纹监测方法，其特征在于，包括：

7.一种钢轨裂纹监测装置，其特征在于，包括：

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求6任一项所述的方法。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求6任一所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种监测钢轨裂纹状态的传感器及钢轨裂纹监测方法，涉及监测传感器技术领域。监测钢轨裂纹状态的传感器包括绝缘层、敏感栅极和防护层，传感器整体与钢轨粘贴固定。其中，绝缘层用于将传感器粘贴固定在钢轨上，并对钢轨和传感器内的敏感栅极进行隔离。敏感栅极设置于绝缘层上，当钢轨在外力作用下出现裂纹时，敏感栅极中至少部分金属丝发生断裂，传感器电阻变大。防护层设置于敏感栅极上，将敏感栅极和外界进行隔离。本发明传感器中的敏感栅极能够敏感的随着钢轨的状态变化而相应变化，于是可通过敏感栅极的电阻状态反映钢轨的裂纹状态。能够有效的对钢轨裂纹状态进行监测，提高了钢轨裂纹监测的实时性、准确性以及便捷性。

技术研发人员：刘明,王志明,张文荣,陈相吉,李楚,王大志
受保护的技术使用者：西安铁路信号有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8