[发明专利]轨道扣件系统工作状态实时监测装置、系统和方法

权利要求书

1.一种轨道扣件系统工作状态实时监测装置，其特征在于，包括传感器模块，包括

用于测量扣件弹条加速度的加速度传感器、用于测量扣件弹条应变的应变片和用于测量扣件弹条位移的位移传感器中的至少一个；

信号接收模块，包括

相应地，加速度传感器适配器、应变片适配器和位移传感器适配器中的至少一个；

数据采集器；

数据存储器；以及

数据无线收发器，

其中加速度传感器适配器为加速度传感器供电并采集来自其的加速度数据；应变片适配器为应变片供电并采集来自其的应变数据；位移传感器适配器为位移传感器供电并采集来自其的位移数据；数据采集器收集来自各适配器的数据，并存储在数据存储器中，实时地通过数据无线收发器发送，以供分析确定该扣件系统的工作状态。

2.根据权利要求1所述的轨道扣件系统工作状态实时监测装置，其特征在于，当所述传感器模块包括加速度传感器时，所述监测装置还包括传感器安装基座，测量所使用的传感器通过传感器安装基座直接安装在扣件弹条上。

3.根据权利要求1所述的轨道扣件系统工作状态实时监测装置，其特征在于，除了加速度数据、应变数据以及位移数据至少之一外，所述信号接收模块还记录进行测量的传感器的信号所在弹条的编号。

4.根据权利要求3所述的轨道扣件系统工作状态实时监测装置，其特征在于，所述信号接收模块还记录测量日期及时间。

5.根据权利要求1所述的轨道扣件系统工作状态实时监测装置，其特征在于，加速度传感器被安装为使得至少确保能够测量扣件弹条竖直方向上加速度信号；应变片固定在弹条应力集中区域上；位移传感器安装在弹条最大竖直方向位移的位置。

6.根据权利要求1所述的轨道扣件系统工作状态实时监测装置，其特征在于，所述数据采集器具有工作和休眠两种工作模式，当列车即将通过时，以加速度传感器测量的扣件弹条振动加速度信号的一时域幅值为触发量，数据采集器进入工作模式开始记录数据，非工作情况下处于休眠模式。

7.根据权利要求1所述的轨道扣件系统工作状态实时监测装置，其特征在于，

所述加速度传感器适配器与所述数据采集器集成为一个加速度信号采集功能面板，负责加速度数据的采集；和/或

所述应变片适配器与所述数据采集器集成为一个应变信号采集功能面板，负责应变数据的采集；和/或

所述位移传感器适配器与所述数据采集器集成为一个位移信号采集功能面板，负责位移数据的采集。

8.一种轨道扣件系统工作状态实时监测系统，其特征在于包括根据权利要求1-7中任一项所述的轨道扣件系统工作状态实时监测装置；

数据基站；

数据分析处理器；以及

终端模块，

其中数据无线收发器将收集的数据发送给数据基站，数据基站通过专用网络将数据发送给数据分析处理器进行分析，根据扣件系统特征变化，判断扣件弹条工作状态，当出现扣件弹条工作状态异常时，向终端模块发送预警信号。

9.一种使用权利要求8所述的系统进行轨道扣件系统工作状态监测的方法，其特征在于，包括步骤

S1：使用监测装置，获得扣件弹条监测数据；

S2：将所述监测数据通过数据基站发送到数据分析处理器；以及

S3：数据分析处理器对监测数据进行分析，根据扣件系统特征变化，判定弹条工作状态，确定出现特征异常的弹条，将预警信号发送给终端。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S3中，数据分析处理器对监测数据进行分析进一步包括：

S31：从待分析的数据中选取合适的数据块,其中合适的数据块是指整个待分析的时域信号均为列车正在通行时的宏观稳态信号；以及

S32：分析信号时域特征,将信号从时域转换到频域，分析信号频域特征。