[实用新型]高速铁路断轨监测系统

权利要求书

1.一种高速铁路断轨监测系统，其特征在于，包括：微控制单元MCU、现场可编程门阵列FPGA处理电路、超声波发送探头以及超声波接收探头；

所述MCU用于根据接收的指令信息产生测试信号，并将所述测试信号发送至所述超声波发送探头；

所述超声波发送探头与所述MCU电连接，用于接收所述测试信号，根据所述测试信号向高速铁路铁轨发送超声波信号，以便所述超声波信号在所述高速铁路铁轨中传播；

所述超声波接收探头用于接收高速铁路铁轨传播的所述超声波信号并将所述超声波信号发送至所述FPGA处理电路；

所述FPGA处理电路与超声波接收探头电连接，用于接收高速铁路铁轨传播的所述超声波信号，对所述超声波信号进行数字滤波和FFT分析，将FFT分析结果进行频谱比较和信号相关性比对分析，以确定高速铁路断轨的情况。

2.根据权利要求1所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括发送驱动电路；

所述FPGA处理电路与所述MCU电连接，还用于对所述测试信号进行预处理并将预处理后的所述测试信号发送至所述发送驱动电路；

所述发送驱动电路分别与所述FPGA处理电路和所述超声波发送探头电连接，用于接收预处理后的所述测试信号并将所述测试信 号发送至所述超声波发送探头，以便所述超声波发送探头根据所述测试信号向所述向高速铁路铁轨发送超声波信号。

3.根据权利要求2所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括输出变压器；

所述输出变压器分别与所述发送驱动电路和所述超声波发送探头电连接，用于对所述发送驱动电路发送的所述测试信号的电压进行升压处理，以使得升高后的电压为所述超声波发送探头需要的第一预设电压。

4.根据权利要求3所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括输入变压器；

所述输入变压器分别与所述超声波接收探头和所述FPGA处理电路电连接，用于对所述超声波接收探头发送的所述超声波信号的电压进行降压处理，以使得降压后的电压为所述FPGA处理电路需要的第二预设电压。

5.根据权利要求4所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括放大滤波电路；

所述放大滤波电路分别与所述输入变压器和所述FPGA处理电路电连接，用于接收所述输入变压器降压后的所述超声波信号并对所述超声波信号进行放大和滤波处理。

6.根据权利要求5所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括模拟数字转换器ADC采样电路；

所述ADC采样电路分别与所述放大滤波电路和所述FPGA处理电路电连接，用于接收所述放大滤波电路处理后的所述超声波信号并将所述超声波信号进行模数转换。

7.根据权利要求6所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括保护电路；

所述保护电路分别与所述MCU、所述FPGA处理电路、所述超声波发送探头、所述超声波接收探头、所述发送驱动电路、所述输入变压器、所述输出变压器、所述放大滤波电路及所述ADC采样电路电连接，用于在检测到上述电路中电压、电流或者功率超出预设值时，自动切断电路。

8.根据权利要求7所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括电源模块；

所述电源模块包括第一电源模块和第二电源模块；所述第一电源模块与所述FPGA处理电路电连接，用于为所述FPGA处理电路提供电源；

所述第二电源模块与所述发送驱动电路电连接，用于为所述发送驱动电路提供电源。

9.根据权利要求1所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，还包括传感器采集电路；

所述传感器采集电路分别与所述MCU和所述发送驱动电路电连接，用于在检测到所述超声波发送探头的预设参数不符合预设条件时，对所述预设参数进行实时补偿。

10.根据权利要求9所述的高速铁路断轨监测系统，其特征在于，所述传感器采集电路包括：温度传感器接口和应力传感器接口；

所述温度传感器接口，用于与温度传感器电连接，用以对所述监测系统的温度进行补偿；

所述应力传感器接口，用于与应力传感器电连接，用以对所述监测系统的应力值进行补偿。