钢轨检测方法、系统及检测终端技术方案

本发明专利技术涉及铁路领域，具体为钢轨检测方法、系统及检测终端，能够检测出钢轨的纵向力。钢轨检测方法，包括：通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变；将所述与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，作为钢轨纵向的温度应变；并根据所述钢轨纵向的温度应变得到钢轨纵向上承受的基本温度力；通过所述检测终端获取钢轨在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变；根据所述附加应变，得到该钢轨纵向上承受的所述附加力；根据钢轨纵向上承受的所述基本温度力和附加力，得到钢轨的纵向力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路领域，尤其涉及钢轨检测方法、系统及检测终端。
技术介绍
为了保证钢轨的正常使用，常常需要对钢轨在纵向上承受的纵向力(纵向，即钢轨沿着线路延伸的长度方向)进行检测，该纵向力包括钢轨在温度作用下在纵向上承受的基本温度力，以及钢轨在外界附加力(例如制动、挠 曲等附加力)的作用下在纵向上承受的附加力。传统的对钢轨进行检测是采用电阻应变片，然而电阻应变片不抗腐蚀，长期置于外界环境中时较易受损，且容易受到电磁干扰，同时电阻应变片的零点漂移较为普遍，当工作人员需要通过该电阻应变片检测钢轨的纵向力时，必须先对其清零，从而无法进行长期检测，已经不常使用。目前，在对无缝线路固定区部分的钢轨进行检测时，一般采用基于单向应变检测技术的光纤光栅传感器，其克服了电阻应变片的缺点，适合长时间大规模使用。具体检测方法是，沿钢轨的纵向粘贴一基于单向应变检测技术的光纤光栅传感器，当钢轨在纵向上局部发生应变时，如上述外界附加力使得钢轨局部产生的应变，可以通过该传感器检测到。然而由于钢轨在纵向上受到扣件等的约束，使得钢轨在纵向上虽然承受了基本温度力，但该基本温度力在固定区部分的钢轨上相互平衡，因此该基本温度力在钢轨的纵向上不会产生温度应变，因而无法通过该检测方法检测到温度应变，进而无法获得钢轨纵向上承受的基本温度力。由于无法检测出钢轨纵向上的基本温度力，因此也无法根据钢轨的纵向基本温度力和纵向上承受的附加力得到钢轨的纵向力。
技术实现思路
本专利技术提供了钢轨检测方法、系统及检测终端，能够检测出钢轨的纵向力。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的，钢轨检测方法，包括通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变；将所述与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，作为钢轨纵向的温度应变；并根据所述钢轨纵向的温度应变得到钢轨纵向上承受的基本温度力；通过所述检测终端获取钢轨在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变；根据所述附加应变，得到该钢轨纵向上承受的所述附加力；根据钢轨纵向上承受的所述基本温度力和附加力，得到钢轨的纵向力。优选地，所述通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，包括将所述检测终端沿钢轨的中性轴安装在钢轨的侧腰上；通过该检测终端获取钢轨在温度作用下，钢轨垂向上产生的所述温度应变，该垂向与纵向呈正交关系。优选地，所述通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，包括将所述检测终端沿钢轨的中性轴安装在钢轨的底部；通过该检测终端获取钢轨在温度作用下，钢轨横向上产生的所述温度应变，该横向与纵向呈正交关系。 优选地，所述检测终端通过光纤光栅获取所述温度应变和附加应变。优选地，所述检测终端内设置有呈菱形分布的四个所述光纤光栅，且通过该四个光纤光栅构成的全桥正交形式，获取所述温度应变和附加应变；进一步地，所述菱形的其中一条对角线沿钢轨的所述中性轴分布；或者，所述检测终端内设置有呈十字形分布的两个所述光纤光栅，且分别通过该两个光纤光栅获取所述温度应变和附加应变；进一步地，其中一个所述光纤光栅沿钢轨的所述中性轴分布。优选地，所述根据所述钢轨纵向的温度应变得到钢轨纵向上承受的基本温度力，包括根据所述钢轨纵向的温度应变，以及钢轨纵向截面的面积，得到钢轨在纵向上承受的所述基本温度力。本专利技术还提供了检测终端，包括第一获取模块，用于获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变；第二获取模块，用于获取钢轨在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变。优选地，所述第一获取模块包括垂向获取子模块，用于获取钢轨在温度作用下，钢轨垂向上产生的所述温度应变。优选地，所述第一获取模块包括横向获取子模块，用于获取钢轨在温度作用下，钢轨横向上产生的所述温度应变。本专利技术还提供了钢轨检测系统，包括检测终端和处理终端，所述检测终端，用于获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变；获取钢轨在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变；所述处理终端，用于将所述与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，作为钢轨纵向的温度应变；并根据所述钢轨纵向的温度应变得到钢轨纵向上承受的基本温度力；根据所述附加应变，得到该钢轨纵向上承受的所述附加力；根据钢轨纵向上承受的所述基本温度力和附加力，得到钢轨的纵向力。与现有技术相比，本专利技术提供的钢轨检测方法、系统及检测终端，通过检测终端检测出在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，因为钢轨纵向上承受的基本温度力在钢轨纵向上不产生应变，而是转化为钢轨的内力，而钢轨内部每一点上的温度应变是相同的，进而可以根据该检测出的温度应变运算得到钢轨纵向上承受的基本温度力，再通过检测终端获取钢轨在外界的附加力的作用下，钢轨纵向上产生的应变，进而得到钢轨纵向上承受的附加力，再根据该基本温度力和附加力即可得到钢轨的纵向力。此外，通过本专利技术提供的钢轨检测方法、系统及检测终端，还能够达到以下积极效果I、通过将检测终端安装在钢轨的侧腰上，进而可以获取在温度作用下，钢轨在垂向上产生的温度应变，以及在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变，这样就分别获取了钢轨在纵向和垂向上产生的应变，实现了双向应变检测；2、通过将检测终端安装在钢轨的底部，进而可以获取在温度作用下，钢轨在横向 上产生的温度应变，以及在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变，这样就分别获取了钢轨在纵向和横向上产生的应变，实现了双向应变检测；3、由于该检测终端内设置有多个光纤光栅，并通过该光纤光栅获取温度应变和附加应变，区别于现有技术中采用电阻应变片对钢轨进行检测的方式，因为电阻应变片不抗腐蚀，长期置于外界环境中时较易受损，且容易受到电磁干扰，同时电阻应变片的零点漂移较为普遍，当工作人员需要通过该电阻应变平检测钢轨的纵向力时，必须先对其清零，从而无法进行长期检测。本专利技术中采用的光纤光栅，不易受到外界恶劣环境的干扰，从而可以实现对钢轨的长期检测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本专利技术实施例一提供的一种钢轨检测方法的流程图；图2为本专利技术实施例二提供的另一种钢轨检测方法的流程图；图3为本专利技术实施例二中检测终端内的一种接线图；图4为本专利技术实施例二中检测终端内的另一种接线图；图5为本专利技术实施例三提供的一种检测终端的模块图；图6为本专利技术实施例四提供的另一种检测终端的模块图；图7为本专利技术实施例五提供的一种钢轨检测系统的模块图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术实施例一提供了一种钢轨检测方法，参见图1，包括步骤SlOl 本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢轨检测方法，其特征在于，包括：通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变；将所述与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，作为钢轨纵向的温度应变；并根据所述钢轨纵向的温度应变得到钢轨纵向上承受的基本温度力；通过所述检测终端获取钢轨在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变；根据所述附加应变，得到该钢轨纵向上承受的所述附加力；根据钢轨纵向上承受的所述基本温度力和附加力，得到钢轨的纵向力。

【技术特征摘要】
1.钢轨检测方法，其特征在于，包括 通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变；将所述与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，作为钢轨纵向的温度应变；并根据所述钢轨纵向的温度应变得到钢轨纵向上承受的基本温度力； 通过所述检测终端获取钢轨在外界的附加力的作用下，钢轨在纵向上产生的附加应变； 根据所述附加应变，得到该钢轨纵向上承受的所述附加力； 根据钢轨纵向上承受的所述基本温度力和附加力，得到钢轨的纵向力。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，包括 将所述检测终端沿钢轨的中性轴安装在钢轨的侧腰上； 通过该检测终端获取钢轨在温度作用下，钢轨垂向上产生的所述温度应变，该垂向与纵向呈正交关系。3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述通过检测终端获取钢轨在温度作用下，与钢轨的纵向正交的方向上产生的温度应变，包括 将所述检测终端沿钢轨的中性轴安装在钢轨的底部； 通过该检测终端获取钢轨在温度作用下，钢轨横向上产生的所述温度应变，该横向与纵向呈正交关系。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述检测终端通过光纤光栅获取所述温度应变和附加应变。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于， 所述检测终端内设置有呈菱形分布的四个所述光纤光栅，且通过该四个光纤光栅构成的全桥正交形式，获取所述温度应变和附加应变；进一步地，所述菱形的其中一条对角线沿钢轨的所述中性轴分布； 或者， 所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，肖杰灵，王顶溯，陈嵘，徐井芒，魏贤奎，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：