[发明专利]一种永磁轨道不平顺检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种永磁轨道不平顺检测装置及方法，涉及永磁轨道不平顺检测技术领域，包括车架、计步器、几何不平顺测量结构、磁场测量结构、加速度测量结构、工业高速相机和数据采集系统,所述计步器设置在车架上；所述几何不平顺测量结构与所述车架下底面固定相连;所述磁场测量结构设置在所述车架底部;所述加速度测量结构设置在所述车架上顶面；所述工业高速相机设置在所述车架底部；所述数据采集系统设置在所述车架上表面。本发明通过几何不平顺测量结构和磁场测量结构可同时实现双轨的永磁轨道几何不平顺与轨面磁场强度不均匀测量，利用阶梯式排布的霍尔传感器空间阵列完成测量结果补偿，增加测量结果准确率。

技术领域

本发明涉及永磁轨道不平顺检测技术领域，具体而言，涉及一种永磁轨道不平顺检测装置及方法。

背景技术

永磁轨道不平顺包含其线路几何不平顺及轨面磁场强度不均匀。永磁轨道不平顺作为高温超导钉扎悬浮系统的主要激扰源之一，是高温超导钉扎悬浮系统面向高速运行环境过程中急需解决的一大难题。现需要一种能够消除动态检测中产生的各种误差的几何不平顺检测装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁轨道不平顺检测装置及方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种永磁轨道不平顺检测装置，车架、计步器、几何不平顺测量结构、磁场测量结构、加速度测量结构、工业高速相机和数据采集系统，所述计步器设置有至少一个，所有所述计步器均设置在车架上；所述几何不平顺测量结构与所述车架下底面固定相连，所述几何不平顺测量结构设置在车架垂直于地面的中轴线上；所述磁场测量结构设置在所述车架底部,所述磁场测量结构设置在所述几何不平顺测量结构和所述计步器之间；所述加速度测量结构设置在所述车架上顶面；所述工业高速相机设置在所述车架底部；所述数据采集系统设置在所述车架上表面，所述数据采集系统分别与几何不平顺测量结构、磁场测量结构、计步器、工业高速相机和加速度测量结构电连接。

第二方面，本申请还提供了一种永磁轨道不平顺检测方法，包括：

获取数据采集指令，并将数据采集指令发送至数据采集系统，所述数据采集指令包括控制电源供电，启动驱动电机，并控制几何不平顺测量结构、磁场测量结构、计步器、工业高速相机和三轴陀螺仪进行同步采集，得到检测车的振动数据、车身姿态位移、几何不平顺测量结构的测量数据、磁场测量结构的测量数据、工业高速相机的测量数据、轨面磁场强度的检测数据和胶轮的轮转速脉冲信号；

基于惯性基准法对第一加速度传感器和第二加速度传感器测量得到检测车的振动数据和三轴向陀螺仪测得的检测车的车身姿态位移进行不平顺测量处理，得到检测车不平顺结果；

基于三点中弦弦测法对几何不平顺测量结构的测量数据进行计算，得到永磁轨道几何不平顺的测量结果；

基于磁场测量结构的测量数据对轨面磁场强度的检测数据进行数据补偿校正，得到校正后的轨面磁场强度数据；

基于胶轮的轮转速脉冲信号计算得到检测车的速度，并将所述工业高速相机的测量数据对所述检测车的速度进行累积误差校正，得到校正后的检测车速度数据；

基于空域重采样算法对所述检测车不平顺结果、所述永磁轨道几何不平顺的测量结果和校正后的所述轨面磁场强度数据进行时频分析，得到永磁轨道的不平顺检测结果。

本发明的有益效果为：

本发明通过几何不平顺测量结构和磁场测量结构可同时实现双轨的永磁轨道几何不平顺与轨面磁场强度不均匀测量，此外还拥有轨道断面检测功能，进行几何不平顺检测时，可同时实现弦测法与惯性基准法测量，可在面向不同测量环境时选取适应的测量方法，适应性更强。

并且进行轨面磁场强度不均匀测量时，车身振动或姿态改变可能造成测点偏移，本发明利用阶梯式排布的霍尔传感器空间阵列完成测量结果补偿，测得结果误差更小。本发明还通过设置横移板，可完成轨面磁场强度的纵向测量与横向测量，获得永磁轨道平面不平顺关系。