基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统的制作方法

本发明涉及一种轨道交通车辆轮毂检测系统，适用于轨道交通车辆轮毂的检测。

背景技术：

1810年英国工程师斯蒂芬森发明了火车，1876年中国有了第一条铁路，经过100余年的发展，当前中国铁路总里程达到近13万公里，轨道交通已经成为国民经济发展的重要支撑。

轮毂作为火车承重和运行的核心部件，它的结构的良好性将直接关系到轨道交通车辆运行的安全，当前轨道交通车辆轮毂的日常检测方法有两种：超声波检测法和锤击辩音法；超声波检测法需要将车辆开到维修厂，并将轮对从车辆上卸下，然后使用超声波检测仪对轮毂进行检测，超声波检测法虽然检测精度较高，但是由于过程繁琐，因此只能用于轨道车辆的定时检修；当轨道车辆停靠站时经常会看到工人手拿一个小锤，当工人走到轮毂旁时使用小锤轻敲一下轨道交通车辆的轮毂，这就是工人正在采用锤击辩音法检测轮毂的结构是否良好，锤击辩音法的方法虽然简单，但是对检测工人的要求很高，需要检测工人具有丰富的经验，检测质量的好坏完全依赖于检测工人本身的经验和素质的高低。

根据物理学原理我们知道，任何一个金属结构体都有一个固有的振动频率和多个谐振频率，固定频率和谐振频率与金属结构体的质量、刚度、结构有关，当金属结构体的质量、刚度、结构确定后，它的固定频率和谐振频率也就是确定的，当金属结构体的结构发生变化时，例如出现裂缝，这个金属结构体的固有频率和谐振频率就会发生变化；当金属结构体受到敲击时，金属结构体就会发出人可听见的频率处于10hz～20000hz频率之间声音，通过分析这个声音的音调和音色就可以判断金属结构体的存在的问题，声音的音调和音色在声音学上就是声音的频谱。

本发明所示的基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统是通过拾音器接收受冲击后的轮毂的声音，并通过微处理器对接收到的信号进行处理，计算出轮毂的频谱检测轨道交通轮毂的结构的良好性。

基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统主要用于轨道交通车辆轮毂的一般性检测、轮毂安装前的质量的检测、维修前后的初检；基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统可以有效降低轨道交通车辆轮毂检测对工人经验和素质的依赖，有效提高轨道交通车辆轮毂检测质量，从而有效提高轨道车辆运行的安全。

技术实现要素：

本发明涉及一种基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统。

本发明的技术方案为：基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统包括冲击锤、拾音器、信号放大器、微处理器组成；冲击锤用于其敲击轨道交通车辆轮毂，激发轮毂的振动发出声音；拾音器用于接收轮毂发出的声音，并将声波信号转换为电信号；信号放大器接收拾音器的信号并将信号放大；微处理器接收经过信号放大器放大的声音信号，采用时域转频域算法对接收的随时间变化的声音信号转换为声音的频谱数据，并与系统保存的轮毂频谱信息进行比对输出轮毂是否良好的结果。

附图说明

图1系统原理图。

图中，（1）冲击锤，（2）拾音器，（3）信号放大器，（4）微处理器，（5）轮毂。

具体实施方式

面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统包括冲击锤（1）、拾音器（2）、信号放大器（3）、微处理器（4）；拾音器（2）通过导线连接于信号放大器（3）的输入端，信号放大器（3）的输出端连接于微处理器（4）的adc端口；检测时将拾音器（3）靠近轮毂（5），冲击锤（1）为金属材质锤状体，使用冲击锤（1）敲击轮毂（5），拾音器（2）接收到声音信号后将声音信号转换为电信号，经信号放大器（3）将信号放大后输出至微处理器（4），微处理器（4）接收信号，对信号使用时域转频域算法对信号进行处理，获取到轮毂（5）的频谱信息，经与存储在微处理器（4）中的相同型号的轮毂的频谱信息进行比对，从而判断论处状态的好坏，然后将轮毂状态好坏的信息通过声音或屏幕显示信息的方式反馈给检测工作人员。

上述具体实施方式是本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，所有通过分析轨道交通车辆轮毂频谱信息检测轨道交通车辆轮毂状态的方案都在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明属于轨道交通车辆轮毂检测领域，是一种基于声波的轨道交通车辆轮毂检测系统，系统包括冲击锤、拾音器、信号放大器、微处理器，冲击锤为金属锤，使用冲击锤敲击轮毂使轮毂发出声音，拾音器接收轮毂发出的声音，信号放大器将拾音器接收的声音信号放大后输出至微处理器，微处理器对接收到的信号通过时域转频域算法计算出所接受信号的频谱数据，将计算出的频谱数据与系统保存的轮毂频谱进行比对，从而实现对轮毂状态的检测。

技术研发人员：王树敏;刘丽荣
受保护的技术使用者：北京天一高科科技有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.04.05