[发明专利]一种可定位道岔疲劳裂纹的监测方法及其系统装置

说明书

本发明一种可定位道岔疲劳裂纹的监测方法及其系统装置，用于铁路交通轨道或道岔等的钢轨(1)的裂纹损伤在役监测，通过无线传输电连接于中心处理计算机(2)，监测装置包括在钢轨表面涂覆带有沿着轨道纵向方向延伸的若干条导电金属线(13)、电联接于各导电金属线(13)之间阵列分布排列的若干相同电阻值的电阻器(14)、以及检测控制器(3)，其特征在于检测控制器(3)包括电源(31)、感应开关(32)、PLC编程控制器(33)、模拟开关(34)、电阻测量仪(35)和数据存储器(36)；其中，PLC编码控制器(33)和模拟开关(34)控制电阻测量仪(35)检测接点与导电金属线(13)节点的接通和断开，切换形成不同的电阻测量电回路。本发明通过分析计算电阻值的变化，实现判定裂纹的具体位置，在粗略检测判定一长段道岔等的钢轨是否存在裂纹缺陷的基础上，实现进一步精确裂纹的具体位置。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，具体涉及在线监测铁路道岔等的表面裂纹的长期监视检测技术，特别是涉及一种可定位道岔疲劳裂纹的监测方法及其系统装置。

背景技术

适用于在役铁路轨道等的长期监测装置，如中国发明公开专利CN113030189A一种兼具防腐和监测功能的轨道表面工艺及其检测方法，可用于铁路交通、特别是道岔疲劳裂纹的长期在役监测。然而该方法只对一长条路轨道岔是否产生裂纹的一个判定，而无法就具体裂纹位置进行定位，对铁路轨道而言，一长段道岔长度从一般从10多米到百多米，如有报警，寻找裂纹所在位置并不容易。而且大多数裂纹属于细微，很可能只有在车辆经过的情况下，才可能被检测出来，目测裂纹也是相当的困难，仅仅粗略的判定了裂纹的出现，还远远不够，非常有必要进一步精确的定位裂纹的具体位置，甚至判定裂纹大小形状。

针对以上缺点问题，本发明采用如下技术方案。

发明内容

本发明的目的提供一种可定位道岔疲劳裂纹的监测方法及其系统装置，公开的技术方案如下：

一种可定位道岔疲劳裂纹的监测方法，用于铁路交通轨道或道岔等的钢轨的裂纹损伤的长期在役监测，其特征于在钢轨表面涂覆带有沿着轨道纵向方向延伸的多条导电金属线、以及各导电金属线之间电联接的阵列分布排列若干相同电阻值的电阻器，具体方法步骤如下：

a. 形成导电回路：选择其中的两条导电金属线形成导电回路；

b. 检测电阻值：检测a步骤中的导电回路中的电阻总值；

c. 计算分析电阻值：由b步骤中检测所得电阻值，通过多个电阻并联电阻值计算公式总电阻值R0=R/n（n个相同阻值（阻值=R）的电阻并联），当电阻值大于总电阻值R0的阈值时，通过电阻值的大小反推算出实际电联接的电阻器个数，确定导电金属线断开的位置。

以阻值R =10K的电阻、道岔总长度为10M，每间隔1米放置1个电阻为例，即总共放置电阻个数n =10个。 当10个10K电阻等间距阵列排列并联于导电金属线A1和A2时，测量回路中的电阻值为1KΩ，则系统显示正常，道岔并无裂纹。当中间金属线断开，只有5个10KΩ电阻并联时，测量电阻值约为2KΩ。以此判断裂纹处于道岔的中间5M处。检测计算时，由于导电金属线的电阻值仅数欧或数十欧姆，在计算分析时通过四舍五入进行忽略不计。

进一步的，所述a步骤中形成导电回路还包括通过PLC控制器的模拟开关顺序选择导电金属线的两两排列组合成电回路，以及所述b步骤中的检测电阻值为通过PLC控制器顺序地测量所有两两排列组合成的各个电回路之间的电阻值。

以及，所述c步骤中的计算分析电阻值中，通过对比同一条导电金属线与另外的两条或两条以上时检测的电阻值大小，来分析判定道岔裂纹处于导电金属线和电阻器的具体位置上。如同一条导电金属线A0与A2、A0与A3两两排列组合成电回路，分别检测的总电阻值为其中A0与A2异常，而A0与A3组合为正常值时，判定裂纹在导电金属线A2的相应电阻器上。