[实用新型]高速铁路断轨监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路断轨监测领域，具体而言，涉及高速铁路断轨监测系统。

背景技术

高速铁路(简称高铁)，是指通过改造原有线路(直线化、轨距标准化)，使最高营运速率达到不小于每小时200公里，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到每小时至少250公里的铁路系统。高速铁路除了在列车在营运达到一定速度标准外，车辆、路轨、操作都需要配合提升。

高速铁路的出现无疑给人们的生活带来了很大的方便，但是高速铁路上，列车一直处于高速行驶状态，故较容易使铁轨发生断轨，当铁轨发生断轨时，若不及时对断轨处进行维护施工，将会带来严重的后果，故相关技术引入了铁轨探伤测量技术，该技术主要使用人力探伤小车和大型铁轨探伤车，并通过巡检方式对高速铁路进行探测，但是巡检的方式不能实时监测，并且该技术的探伤的手段主要包括漏磁探伤和涡流探伤等非接触方式，使得探测深度浅且探测精度差；还有一种方式是采用轨道电路进行铁轨探伤测量，该方式是采用电气耦合的方式接收微小电信号，容易受周围电磁环境干扰，潮湿雨雪等影响，故同样使得测量结果不精确。

实用新型人在研究中发现，相关技术中进行铁轨探伤测量的方式均不理想，针对这一问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供高速铁路断轨监测系统，以提高高速铁路铁轨断轨检测结果的准确性。

第一方面，本实用新型实施例提供了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；

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

超声波发送探头与MCU电连接，用于接收测试信号，根据测试信号向高速铁路铁轨发送超声波信号，以便超声波信号在高速铁路铁轨中传播；

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

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超声波信号，对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。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，高速铁路断轨监测系统还包括发送驱动电路；

FPGA处理电路与MCU电连接，还用于对测试信号进行预处理并将预处理后的测试信号发送至发送驱动电路；

发送驱动电路分别与FPGA处理电路和超声波发送探头电连接，用于接收预处理后的测试信号并将测试信号发送至超声波发送探头，以便超声波发送探头根据测试信号向高速铁路铁轨发送超声波信号。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，高速铁路断轨监测系统还包括输出变压器；

输出变压器分别与发送驱动电路和超声波发送探头电连接，用于对发送驱动电路发送的测试信号的电压进行升压处理，以使得升高后的电压为超声波发送探头需要的第一预设电压。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，高速铁路断轨监测系统还包括输入变压器；

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

结合第一方面的第一种可能的实施方式至第三种可能的实施方式中的任意一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，高速铁路断轨监测系统还包括放大滤波电路；

放大滤波电路分别与输入变压器和FPGA处理电路电连接，用于接收输入变压器降压后的超声波信号并对超声波信号进行放大和滤波处理。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，高速铁路断轨监测系统还包括模拟数字转换器ADC采样电路；

ADC采样电路分别与放大滤波电路和FPGA处理电路电连接，用于接收放大滤波电路处理后的超声波信号并将超声波信号进行模数转换。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，高速铁路断轨监测系统还包括保护电路；