一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统与流程

1.本申请涉及轨道交通行业的防患检修、安全评估技术领域，尤其涉及一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统。


背景技术：

2.目前，我国现代化建设高速发展，轨道交通中无缝钢轨的广泛使用，具有横跨大江南北的广貌特点，这就对行车安全维护、日常检修提出了更严格的要求。但客观事实上是轨道钢轨沿线地貌错综复杂，尤其山地自然条件恶劣，经常会受到山体滑坡、水灾等风险环境影响，造成钢制轨道局部应力应变、应力集中、滑移、和蠕变等，使得高速重载的在役无缝钢轨不但长期受热胀冷缩变化严重，而且再加之行车重载高速且非匀速交变加载力的冲击作用下，就使得内应力应变成倍增长，严重时甚至会导致轨道（钢轨）出现宏观缺陷、胀轨、断轨、脱轨等危险隐患，该情况将直接危及行车安全，往往会造成车毁人亡等重大事故。
3.因此，采取何种有效的手段对无缝钢轨进行动态、连续、准确的检测，是轨道交通部门工务系统长期悬而未决的难题。


技术实现要素：

4.本申请目的是为了能有效解决上述轨道交通部门工务系统对在役无缝钢轨轨道的运行状态、连续、准确地检测的难题，提出了一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统。这种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统采用金属磁记忆磁致伸缩原理特性，并结合多点同步采样技术、mmt三维立体扫描传感技术，从而达到更加准确地对在役钢轨运行状态安全评估，且不受在役钢轨扣件等客观因素的影响，提高了传统的日常检修效率，且结构简单、易于使用。
5.本申请是通过以下技术方案实现的。
6.本申请所提供的轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统包括：三维立体扫描传感器组基于磁记忆磁畴组织反向激发技术的运用，使得在役钢制轨道应力应变压磁线性度突显分明，与此同时从hp(x)、hp(y)、hp(z)三分量提取、解码、修正等处理，再拟合在役无缝钢轨状态信息共同推送至集采单元；微型龙门架式的开合装置是为了更好地调整三维立体扫描传感器组扫查姿态而设计的运动辅助机构，其关节、骨架与传感器组均为柔性耦合，包含指令预设模块、应急反馈模块、预警和标识模块等，很好地解决了传统运动中的软启动、防撞等问题；所描述的信号拾取耦合调理模组单元重点解决了集采单元数路小波信号识别、梳状滤波、模数转换等电子电路处理。
7.所示本申请具体还包括：软件处理三维显示输出系统单元重点是采取了多面多点同步采样技术，边缘模糊处理技术、动态大数据组分解分析管理、运算、存储、逐点3d建模三维显示等，全面还原轨道应力应变概貌特征，改变了传统的检修、判比模式，提高了日常检修效率。
8.本申请所提供技术方案的有益效果是：
本申请属 轨道交通（包含铁路轨道）行业的安全评估技术领域的新思路、新方法；重点采用磁记忆磁畴组织反向激发三维立体扫描和柔性耦合技术，可以做到对在役轨道全面信息提取的同时，且不受工况、环境、温度等客观因素影响，安全可靠，能够准确地判断在役轨道无缝钢轨应力应变状态、三维显示判比等，改变了传统的经验模式，提高了工务系统整体日常检修效率，对重载轨道交通的发展，具有十分重要的意义。
9.本申请的主要特点：1、运用磁记忆磁畴组织反向激发三维立体扫描和柔性耦合技术，应力应变三维显示技术，基础信号丰富、检测精度高；2、本轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统不受工况、环境、温度等客观因素影响，改变了传统的日常检修模式，提高了重载轨道交通工务系统日检效率；3、结构简单，便于使用和维护。
附图说明
10.图1是本申请一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统的原理结构示意图。
11.图2是本申请一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统的开合运动机构结构之一示意图。
12.图3是本申请一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统的应力应变三维显示结果示意图。
具体实施方式
13.为了使本申请的目的及技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图1对本申请具体实施方式做进一步详细描述：本实例提供了一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统。
14.参见图1，该应力应变检测三维显示方法及装置系统是通过金属磁记忆磁致伸缩三维立体扫描传感和多点同步采样技术、柔性耦合等技术，并结合3d建模三维显示判比来准确地判断出在役轨道无缝钢轨应力应变状态为目的。主要包括以下单元：三维立体扫描传感器组、耦合调理模组单元、软件处理三维显示输出系统单元和辅助微型龙门架式开合运动机构单元。所述三维立体扫描传感器组01包括：横向和纵向扫描分组，在辅助微型龙门架式开合运动机构单元02的驱动下，对钢制轨道进行全面信息拾取，01和02两者之间的是通过关节、骨架柔性耦合07；所述微型龙门架式开合运动机构单元02内置相关智能模块03包括：指令预设单元04，应急反馈单元06，预警和标识模块05，旨在系统地解决了运行中的软启动、碰撞、卡死等问题，使三维立体扫描传感器组01在对在役无缝轨道扫描时巧妙地躲开了钢轨扣件等客观障碍。
15.所述轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统中信号连接的重要环节是耦合调理模组单元08包括：首先将三维立体扫描传感器组01中信号进行即解码、修正、拟合10等多角度变换后，其次再进行hp(x),hp(y),hp(z)三分量同步集采09和模数转换单元13；当然在对磁记忆磁畴组织反向激发变换而来的分量信号，还要进行梳状滤波12和多路小波信号识别11的相关处理；所述软件处理三维显示输出系统单元14主要是人机对话部分，为了使
波形数据组处理更加实时动态，重点运用包括多点同步采样15技术，边缘模糊处理16技术来达到此目标；波形数据组还要经过时域小波软滤波和关联中心主数据组运算、存储18和动态数据解析17等相关软功能处理后，最后再进行有限元分析逐点数据3d建模19；筛选出有效且不少于九组数据组来缓冲三维显示应力应变概貌20，因此就能简单、清晰明了、直观地给出在役轨道无缝钢轨应力应变状态、全息情况。
16.上述实施方式实例只是为说明本申请的技术构思、特点和使用效果，其目的在于让熟悉该技术的工程人员能够了解本申请的内容并予实施。凡是在本申请技术方案的基础上进行的改进和同等变换，均不应排除在本申请的保护范围之外。


技术特征：
1.一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统，其重点特征在于包括采用磁记忆量化三维立体扫描传感技术和柔性耦合技术对在役钢制轨道进行多面多点同步采集应力应变三维显示的一种方法,其装置系统包括：三维立体扫描传感器模块组单元、辅助开合式运动机构单元、信号拾取耦合调理模组单元、软件处理三维显示输出系统单元。2.根据权利1所述的一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统，所述三维立体扫描传感技术其重点特征在于磁记忆磁畴组织反向激发技术的运用，包含hp(x),hp(y),hp(z)三分量提取、拟合等，及以此思路为基础的各种变换。3.根据权利1所述的一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统，所述软件处理三维显示输出系统单元其重点特征在于运用多面多点同步采样技术，边缘模糊处理技术、动态大数据组分解分析管理、运算、存储、逐点3d建模三维显示等，全面还原轨道应力应变概貌特征，及以此思路为基础的各种变换。4.根据权利1所述的一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统，所述辅助开合式运动机构单元其重点特征在于其关节、骨架与扫描传感器组均为柔性耦合，且包含内设的相关智能模块（诸如指令预设、应急反馈等旨在系统地解决运动中如软起动、碰撞等问题），及以此思路为基础的各种变换。

技术总结
一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统，属轨道交通安全评估技术领域。针对现有轨道交通在役钢轨检修模式效率低、防患不足的情况下，提出了一种不受环境、工况、温度等自然条件影响的一种轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统。本轨道应力应变检测三维显示方法及装置系统在于采用磁记忆量化三维立体扫描传感技术和柔性耦合技术对在役钢制轨道进行多面同步采集应力应变三维显示，从而达到更加准确地对在役钢轨运行状态安全评估，且不受其扣件等客观因素的影响，提高了传统的日常检修效率，尤其是对重载轨道交通的发展，具有十分重要的意义。十分重要的意义。十分重要的意义。


技术研发人员：高整风 高雅婧 高丹
受保护的技术使用者：西安智胜高电子仪器有限公司
技术研发日：2022.02.10
技术公布日：2022/4/29