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原文传递一种枕梁损伤监测方法、系统及装置

专利名称：	一种枕梁损伤监测方法、系统及装置
摘要：	本发明涉及轨道交通技术领域，具体公开了一种枕梁损伤监测方法、系统及装置，包括获取监测信号；对所述监测信号进行第一次处理后与第一阈值进行比较，判断所述枕梁是否损伤；若枕梁损伤，则对所述监测信号进行第二次处理后与第二阈值进行比较，若大于所述第二阈值，获取所述枕梁发生损伤时的数据区间，根据所述数据区间判断所述枕梁的损伤程度；若枕梁损伤，则获取枕梁发生损伤时各部位对应的频率，将损伤时各部位对应的频率与正常枕梁各部位对应的频率进行比较，判断所述枕梁发生损伤的位置。本发明不仅可以监测枕梁是否损伤，还可以判断枕梁的损伤程度以及损伤位置，提高了枕梁损伤监测的精确度，便于技术人员进行检修。
专利类型：	发明专利
申请人：	江苏理工学院
发明人：	刘若晨;徐成;张进武;张焱;王宇;杨艺;王一沫
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911317444.7
公开号：	CN111060603A
代理机构：	常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	高姗
分类号：	G01N29/14;G01N29/12;G01N29/24;G01N29/22;G01N29/44;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/14;G01N29/12;G01N29/24;G01N29/22;G01N29/44
申请人地址：	213001 江苏省常州市中吴大道1801号
主权项：	1.一种枕梁损伤监测方法，其特征在于，包括：获取监测信号；对所述监测信号进行第一次处理后与第一阈值进行比较，判断所述枕梁是否损伤；若枕梁损伤，则对所述监测信号进行第二次处理后与第二阈值进行比较，若大于所述第二阈值，获取所述枕梁发生损伤时的数据区间，根据所述数据区间判断所述枕梁的损伤程度；若枕梁损伤，则获取枕梁发生损伤时各部位对应的频率，将损伤时各部位对应的频率与正常枕梁各部位对应的频率进行比较，判断所述枕梁发生损伤的位置。 2.根据权利要求1所述的枕梁损伤监测方法，其特征在于，判断所述枕梁是否损伤的方法包括：利用时域特征参数函数处理所述监测信号，输出所述监测信号的时域特征参数的分析结果，所述时域特征参数包括均方根、正峰值、反峰值和峰峰值；将选取的时域特征参数与所述第一阈值进行比较；若选取的时域特征参数中有超过所述第一阈值时，则判断所述枕梁损伤。 3.根据权利要求1所述的枕梁损伤监测方法，其特征在于，判断所述枕梁的损伤程度的方法包括：利用经验模态分析法输出所监测信号的声音特性，然后对所述监测信号进行波形细化分析，输出时谱图波形；将所述时谱图波形的变化趋势与所述第二阈值比较；若所述时谱图波形超出所述第二阈值，则判定为损伤，然后通过EMD的时域显示确定所述枕梁损伤发生时间，并结合时谱图波形和所述第二阈值确定所述枕梁发生损伤时的监测信号的频率范围；将所述监测信号的频率范围与所述正常枕梁的监测信号频率范围进行对比，确定所述枕梁的损伤程度。 4.根据权利要求1所述的枕梁损伤监测方法，其特征在于，判断所述枕梁发生损伤的位置的方法包括：通过Hilbert变换定义出任意时刻的瞬时频率，瞬时相位及瞬时幅度，找到短信号和复杂信号的瞬时参数，输出监测信号的解析信号；通过小波包对所述监测信号进行分解和重构，结合小波包的时频显示和所述解析信号模组成的包络频谱，输出所述枕梁各部位发生损伤时对应的频率；将损伤时对应频率与正常枕梁对应频率进行比较，确定枕梁的损伤位置。 5.根据权利要求1所述的枕梁损伤监测方法，其特征在于，还包括：利用快速傅里叶变换处理所述监测信号，将时域信号转换为频域信号，并输出频谱图波形；通过功率谱分析法输出所述枕梁监测信号波形的整体趋势，生成整体频谱图波形，可有效避免监测信号漏掉重要的特征信息；将整体频谱图波形与第四阈值比较；当整体频谱图波形超过第四阈值，进一步确定所述枕梁发生损伤。 6.一种枕梁损伤监测系统，其特征在于，包括：信号获取模块，用于获取监测信号；损伤判定模块，用于判定所述枕梁是否发生损伤；损伤程度判断模块，用于判断所述枕梁的损伤程度；损伤位置判断模块，用于判断所述枕梁的损伤位置。 7.根据权利要求6所述的枕梁损伤监测系统，其特征在于，所述损伤判定模块包括：时域特征参数分析单元，用于处理所述监测信号，输出所述监测信号的时域特征参数；时域特征参数比较单元，用于将所述时域特征参数与第一阈值进行比较；损伤判断单元，用于根据时域特征参数比较单元的结果判断枕梁是否损伤；所述损伤程度判断模块包括：经验模态分析单元，用于所述监测信号进行波形细化，输出时谱图波形；时谱图波形比较单元，用于将所述时谱图波形的变化趋势与所述第二阈值比较；损伤程度判断单元，用于所述时谱图波形比较单元的比较结果判断所述枕梁的损伤程度；损伤位置判断模块包括： Hilbert变换模块单元，用于输出所述监测信号的解析信号；小波包分解单元，用于输出枕梁各部位发生损伤时对应的频率；损伤位置判断单元，用于将损伤时对应频率与正常枕梁对应频率进行比较，确定枕梁的损伤位置。 8.一种枕梁损伤监测装置，其特征在于，包括：声发射传感器，所述声发射传感器安装在枕梁上；声发射采集卡，所述声发射采集卡连接所述声发射传感器，接收所述声发射传感器传输的监测信号；上位机，所述上位机分析所述监测信号，判断所述监测信号是否损伤、损伤程度及损伤位置。 9.根据权利要求8所述的枕梁损伤监测装置，其特征在于，还包括：前置放大电路，所述前置放大电路连接所述声发射传感器，将所述声发射传感器监测信号进行放大，然后输出给所述声发射采集卡；信号调理电路，所述信号调理电路连接所述声发射采集卡，对所述监测信号去噪并传输给所述上位机。 10.根据权利要求8所述的枕梁损伤监测装置，其特征在于，还包括传感器安装座，所述传感器安装座通过螺钉固定在所述枕梁上，所述声发射传感器设置在所述传感器安装座内，所述传感器安装座设置有开口，所述声发射传感器的一端通过所述开口连接所述枕梁，所述声发射传感器的另一端连接弹性元件，所述弹性元件固定在所述传感器安装座的底部。
所属类别：	发明专利