本技术涉及轨道维护,尤其是一种基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置。
背景技术:
1、高速铁路具有快速准时、安全可靠、平稳舒适等优点,是现代铁路运输系统的重要组成部分,对拉动国民经济与社会发展具有积极的推动作用。高铁提速是未来的发展趋势,但这对高铁运营的平稳性和安全性提出了更高的要求。
2、无砟轨道结构,即采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构,具有高平顺、耐久性优、高稳定和少维修等优点,可为高铁轨道的快速运营提供平顺稳定的基础,是高铁主要的轨道结构形式。然而,无砟轨道结构一般由轨道板、砂浆层、底座板等结构层所组成,不同结构层间的界面是其薄弱环节。在运营阶段由于受到列车荷载、温度、水分以及其他因素的影响,无砟轨道结构的层间界面会不可避免地发生不同程度的损伤,影响无砟轨道结构的整体性和耐久性,给高铁的安全运营造成严重的威胁。因此,监测无砟轨道结构层间界面的劣化情况,对无砟轨道结构管养采取合适及时的措施具有重要的意义。
3、无砟轨道一般会承受湿-热-高频动载耦合作用,在这些作用影响下,无砟轨道会发生劣化,但目前无砟轨道层间界面性能劣化规律仍未充分探明,缺乏准确可靠的层间界面表征模型,不利于板式无砟轨道层间界面性能劣化的准确评估。目前的无砟轨道劣化检测技术存在较大缺陷,例如,一种相关技术是对层间界面进行损伤测试需要制作无砟轨道的混凝土-砂浆复合试件,对复合试件进行界面劈拉试验和剪切试验,属于有损监测方法,无法实现界面损伤的连续监测;另一种相关技术是利用自动力锤作为激励装置,敲击无砟轨道组合结构的待检测表面以产生重复性激励信号,使用机器学习模型来诊断界面损伤状态,该方法存在机器学习模型会因无砟轨道结构的不同而重新训练的不足。
4、术语解释:
5、无砟轨道:采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构,具有高平顺、耐久性优、高稳定和少维修等优点,可为高铁轨道的快速运营提供平顺稳定的基础,是高铁主要的轨道结构形式。
6、层间界面劣化:层间界面劣化导致的离缝冒浆是板式无砟轨道(由混凝土底座、砂浆层、轨道板、扣件和钢轨等部分组成的轨道结构)的主要病害,严重威胁高铁的安全运营。
技术实现思路
1、针对目前的无砟轨道劣化检测技术存在的损坏无砟轨道结构、需要较多的硬件资源去执行检测算法等技术问题,本实用新型的目的在于提供一种基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置。
2、本实用新型实施例包括一种基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置包括:
3、第一电极、第二电极、第三电极和第四电极;所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极用于供分别嵌入至各自相应的无砟轨道层;
4、电源模块;所述电源模块的一个输出端与所述第一电极连接,另一个输出端与所述第四电极连接,所述电源模块用于通过输出端输出电流;
5、电压测量模块;所述电压测量模块的一个测量端与所述第一电极连接,另一个测量端与所述第四电极连接;
6、电流测量模块;所述电流测量模块的一个测量端与所述第二电极连接,另一个测量端与所述第三电极连接。
7、进一步地,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置还包括:
8、通信模块;所述通信模块的输入端分别与所述电压测量模块的输出端以及所述电流测量模块的输出端连接。
9、进一步地,所述电源模块包括发电单元和蓄电单元;
10、所述发电单元与所述蓄电单元并联连接,所述蓄电单元对外形成两个输出端。
11、进一步地,所述发电单元为风力发电机或者光伏发电板。
12、进一步地,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置还包括:
13、压力传感模块;所述压力传感模块与所述电源模块的触发端连接,所述压力传感模块用于供嵌入至无砟轨道层间界面。
14、进一步地,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置还包括:
15、温湿度传感模块;所述温湿度传感模块与所述电源模块的触发端连接,所述温湿度传感模块用于供嵌入至无砟轨道层间界面。
16、进一步地,所述第一电极和所述第二电极用于供嵌入至不同的无砟轨道层,所述第三电极和所述第四电极用于供嵌入至不同的无砟轨道层。
17、进一步地,所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极均为石墨材质。
18、进一步地,所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极的尺寸相同。
19、进一步地,所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极上设有起始位置和单位长度相同的刻度。
20、本实用新型的有益效果是:实施例中的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,能够通过检测到的电阻是否发生变化,从而判断层间界面是否发生劣化,具有对轨道无损、测试简单、成本较低等优点,可以实现连续监测目的,而且,四电极布设的结构减小无砟轨道结构材料与电极之间的接触电阻,提高测试结果的准确性。
1.一种基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置包括:
2.根据权利要求1所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置还包括:
3.根据权利要求1所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于:
4.根据权利要求3所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于:
5.根据权利要求3所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置还包括:
6.根据权利要求3所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于,所述基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置还包括:
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于:
8.根据权利要求1-6任一项所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于,所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极均为石墨材质。
9.根据权利要求1-6任一项所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于,所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极的尺寸相同。
10.根据权利要求1-6任一项所述的基于四电极电阻率评估无砟轨道层间界面劣化情况的装置,其特征在于,所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极上设有起始位置和单位长度相同的刻度。