一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，包括：钢轨结构，所述钢轨结构上安装有伤损检测小车，且伤损检测小车的车体内部分别安装有超声波伤损定位系统和立体仿真成像系统，同时车体上分别安装有成像计算机A屏和成像计算机B屏。该用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，立体仿真成像系统的设置，可通过红外采样器对钢轨结构进行探伤检测，并通过成像计算机B屏，对钢轨结构进行仿真成像工作，便于工作人员对钢轨结构整体进行观察工作，可用于交通关键部位和关键设备的长期监测工作；钢轨伤损与防治是一项复杂的系统工程，减少钢轨伤损、延长钢轨寿命、保证行车安全。全。全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通领域，具体为一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统。

技术介绍

[0002]城市轨道交通安全涉及因素较多，无论在设计阶段、旋工阶段还是运营阶段，都隐含着触发事故的潜在条件；钢轨是轨道的主要部件，它直接支撑并引导机车车辆的运行，承受来自车轮的垂直力、横向水平力、纵向水平力等，并传递到轨枕、路基上，同时，钢轨还必须为车轮提供连续、平顺和阻力最小的滚动表面；因此，钢轨的质量、工作状态对整个线路的质量以及行车安全有着直接的影响。
[0003]随着城市轨道交通运量的不断增长，以及机车条件的变化，钢轨的伤损问题越来越突出；研究钢轨伤损成因及防治技术就显得越来越迫切；正确认识和掌握钢轨伤损以及由伤损造成的钢轨折断的规律，主动超前进行防范，是目前亟待解决的重要课题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了弥补市场空白，提供了一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，包括：
[0007]钢轨结构，所述钢轨结构上安装有伤损检测小车，且伤损检测小车的车体内部分别安装有超声波伤损定位系统和立体仿真成像系统，同时车体上分别安装有成像计算机A屏和成像计算机B屏；
[0008]超声波伤损定位系统，所述超声波伤损定位系统包括脉冲及仿真测试控制板、局部电缆连接板、转接板、超声波接收板、单板计算机、超声回波处理板、PPA信号转接板、显示处理板、总线背板和探头，超声波伤损定位系统的探头与超声波接收板电性连接，且超声波接收板与总线背板电性连接，同时总线背板与局部电缆连接板之间设置有PPA信号转接板和脉冲及仿真测试控制板；局部电缆连接板与转接板之间通过局域网电缆和RS
‑
232电缆进行数据传输，局部电缆连接板与超声波接收板之间通过8芯同轴电缆进行数据传输；
[0009]立体仿真成像系统，所述立体仿真成像系统包括红外采样器、红外图像数据采集模块、建模软件模块、图形界面模块、纹理材料生成器、vega对象数据、vega仿真控制程序、材料属性数据库和立体仿真图像，且红外图像数据采集模块上均匀电性连接安装有多组红外采样器。
[0010]进一步的，所述超声波伤损定位系统配备四组UX
‑
6型探头，且每股钢轨结构设置2个安装在伤损检测小车上，同时每个探头配有6个换能器，并且四组探头的安装角度分别为
10
°
、37.5
°
、70
°
和120
°
。
[0011]进一步的，所述超声回波处理板包括8个超声波通道，对超声回波进行可控放大；对回波信号做模拟量/数字量转换；对于任意的超声通道进行可调整的界面波跟踪处理；输入波形处理；向单板计算机报告回波的传播时间；输出波形处理。
[0012]进一步的，所述超声波接收板为八通道超声波脉冲发射与接收板，且每块超声波接收板有8个通道的双极脉冲发射单元，可软件预置的发射脉冲激发频率，用于匹配不同频率的换能器；可软件预置的发射延迟，用于匹配不同换能器的轮内高度；可软件关/开发射单元；固定17.5dB增益的接收放大器；各通道测试信号的注入，用于系统仿真测试。
[0013]进一步的，所述脉冲及仿真测试控制板上的存储器保存产生测试回波所需的仿真数据信息；板上的仿真测试回波发生逻辑，PPA信号转接板将来自里程编码器的差分A/B相信号转换为A/B相方波信号；为脉冲及仿真测试控制板提供RS
‑
232信号通路；为局部电缆连接板提供8路超声波A型显示信号。
[0014]进一步的，所述单板计算机在实时操作系统VxWorks支持下工作；负责超声波伤损信息的采集；实现系统自诊断功能；通过以太网下载嵌入式系统所需的软件及参数并上传超声波信息。
[0015]进一步的，所述局部电缆连接板为单板计算机提供以太网及RS
‑
232电缆连接；为超声波接收板提供来自轮探头换能器的超声波信号电缆连接，并将6个1组的4个轮探头信号分为8个l组，以便与超声波接收板的输入相对；为PPA信号转接板提供里程编码器信号输入及示波器A型显示信号输出连接；为脉冲及仿真测试控制板提供RS1
‑
232信号通路；为辅助设备提供直流电源连接；为输出部分提供电源过流保护。
[0016]进一步的，所述立体仿真成像系统采用以红外线为介质进行成像仿真，假设物空间场景物分布用i(x，y)来描述，由狄拉克δ函数“细分性质”，场景物分布可以细分成单个光点(δ函数)的加权叠加，公式为：系统对理想点源δ函数的响应函数h(x，y)为系统的脉冲响应函数或点扩展函数，像函数用o(x，y)衣示，对线性成像过程，应该满足叠加原理：上式中：像函数正是场景物空间分布i(x，y)与h(x，y)函数的卷积：o(x，y)＝i(x，y)*h(x，y)。
[0017]进一步的，所述伤损检测小车采用SYS
‑
1900探伤车，且伤损检测小车的车轮内装有6个换能器，可以检查钢轨中的水平伤损、变形和有裂纹的螺孔、核伤、焊缝伤损、轨头垂直劈裂和轨腰垂直劈裂的伤损。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：立体仿真成像系统的设置，可通过红外采样器对钢轨结构进行探伤检测，并通过成像计算机B屏，对钢轨结构进行仿真成像工作，便于工作人员对钢轨结构整体进行观察工作，可用于交通关键部位和关键设备的长期监测工作；评估城市轨道交通运行对土建工程的影响；定期对城市轨道交通进行安全性评价；并针对薄弱环节制定安全运营对策；钢轨伤损与防治是一项复杂的系统工程，减少钢轨伤损、延长钢轨寿命、保证行车安全。
附图说明
[0019]图1为本专利技术结构的正视示意图；
[0020]图2为本专利技术结构的超声波伤损定位系统示意图；
[0021]图3为本专利技术结构的立体仿真成像系统示意图；
[0022]图4为本专利技术结构钢轨生命周期示意图。
[0023]图中：1、钢轨结构；2、伤损检测小车；3、车体；4、成像计算机A屏；5、成像计算机B屏；6、超声波伤损定位系统；60、脉冲及仿真测试控制板；61、局部电缆连接板；62、转接板；63、超声波接收板；64、单板计算机；65、超声回波处理板；66、PPA信号转接板；67、显示处理板；68、总线背板；69、探头；7、立体仿真成像系统；71、红外采样器；72、红外图像数据采集模块；73、建模软件模块；74、图形界面模块；75、纹理材料生成器；76、vega对象数据；77、vega仿真控制程序；78、材料属性数据库；79、立体仿真图像。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，其特征在于，包括：钢轨结构(1)，所述钢轨结构(1)上安装有伤损检测小车(2)，且伤损检测小车(2)的车体(3)内部分别安装有超声波伤损定位系统(6)和立体仿真成像系统(7)，同时车体(3)上分别安装有成像计算机A屏(4)和成像计算机B屏(5)；超声波伤损定位系统(6)，所述超声波伤损定位系统(6)包括脉冲及仿真测试控制板(60)、局部电缆连接板(61)、转接板(62)、超声波接收板(63)、单板计算机(64)、超声回波处理板(65)、PPA信号转接板(66)、显示处理板(67)、总线背板(68)和探头(69)，超声波伤损定位系统(6)的探头(69)与超声波接收板(63)电性连接，且超声波接收板(63)与总线背板(68)电性连接，同时总线背板(68)与局部电缆连接板(61)之间设置有PPA信号转接板(66)和脉冲及仿真测试控制板(60)；局部电缆连接板(61)与转接板(62)之间通过局域网电缆和RS
‑
232电缆进行数据传输，局部电缆连接板(61)与超声波接收板(63)之间通过8芯同轴电缆进行数据传输；立体仿真成像系统(7)，所述立体仿真成像系统(7)包括红外采样器(71)、红外图像数据采集模块(72)、建模软件模块(73)、图形界面模块(74)、纹理材料生成器(75)、vega对象数据(76)、vega仿真控制程序(77)、材料属性数据库(78)和立体仿真图像(79)，且红外图像数据采集模块(72)上均匀电性连接安装有多组红外采样器(71)。2.根据权利要求1所述的一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，其特征在于：所述超声波伤损定位系统(6)配备四组UX
‑
6型探头(69)，且每股钢轨结构(1)设置2个安装在伤损检测小车(2)上，同时每个探头(69)配有6个换能器，并且四组探头(69)的安装角度分别为10
°
、37.5
°
、70
°
和120
°
。3.根据权利要求1所述的一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，其特征在于：所述超声回波处理板(65)包括8个超声波通道，对超声回波进行可控放大；对回波信号做模拟量/数字量转换；对于任意的超声通道进行可调整的界面波跟踪处理；输入波形处理；向单板计算机(64)报告回波的传播时间；输出波形处理。4.根据权利要求1所述的一种用于钢轨内部伤损定位的立体成像仿真系统，其特征在于：所述超声波接收板(63)为八通道超声波脉冲发射与接收板，且每块超声波接收板(63)有8个通道的双极...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏辉，潘杰，唐伟傲，邢阳阳，高美，方胜云，汪勇，沈晓飞，
申请(专利权)人：合肥德泰科通测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：