鐵路是國家最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一,對鐵軌健康狀態(tài)進行實時監(jiān)測是鐵路系統(tǒng)安全運行的有效保障。而傳統(tǒng)的電類傳感器存在抗電磁干擾差、信號傳輸距離有限、組成傳感網(wǎng)絡(luò)的成本高的問題。微結(jié)構(gòu)光纖的分布式聲學傳感(micro-structured optical fiber distributed acoustic sensing,MOF-DAS)系統(tǒng)將傳感傳輸合二為一,且多個傳感單元集成在一根光纖上,一根光纖即可實現(xiàn)長距離、高靈敏以及分布式的聲波傳感檢測,該技術(shù)在鐵路健康狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。本文將DAS技術(shù)應(yīng)用到鐵路安全監(jiān)測領(lǐng)域,設(shè)計實驗、采集數(shù)據(jù)并分析處理,對于列車定位與鐵軌缺陷檢測這兩個關(guān)鍵問題,提出了基于DAS的解決問題的算法。本文主要完成了以下幾方面的研究工作:(1)介紹了DAS技術(shù)的基本原理,分析了DAS在鐵路安全監(jiān)測領(lǐng)域的優(yōu)勢,設(shè)計基于DAS技術(shù)的鐵路安全監(jiān)測方案。將微結(jié)構(gòu)傳感光纖固定在鐵軌軌腰位置,通過實驗采集鐵軌振動信號的數(shù)據(jù),并對信號進行分析。(2)設(shè)計一種基于DAS的列車定位算法。該方法對傳感節(jié)點每秒鐘的信號取絕對值后在時間維度上取均值,用這個均值來表征鐵軌振動的情況,...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1基于Φ-OTDR實現(xiàn)列車定位[8]

圖1-1基于Φ-OTDR實現(xiàn)列車定位[8]方法存在信噪比的問題，傳感距離節(jié)點數(shù)目和分辨率會受到限制。而琪真老師團隊研制的基于微結(jié)構(gòu)光纖的分布式傳感系統(tǒng)，解決了信噪嚴重的問題，有效的提高了傳感系統(tǒng)的各項性能指標[9]。慮，本課題使用了基于微結(jié)構(gòu)光纖的分布式光纖傳感技術(shù)運用于列....

圖1-2大型探傷車具體到檢測的方法和原理，目前國內(nèi)外常用的鐵軌損傷主要包括超聲檢測、渦流檢

圖1-2大型探傷車具體到檢測的方法和原理，目前國內(nèi)外常用的鐵軌損傷主要包括超聲檢測、渦流測、漏磁檢測和視覺檢測等檢測技術(shù)，但是不同的檢測方法由于原理和性能不同，都有一定的局限性[13]。超聲檢測是可靠的內(nèi)部缺陷檢測方法，但是存在表面的檢測盲區(qū)可以使用在低速手推式與高速巡檢系統(tǒng)....

圖1-3監(jiān)測鐵軌狀態(tài)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)[18]

圖1-3監(jiān)測鐵軌狀態(tài)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)[18]在鐵軌的特殊部位安裝壓電傳感器，可以獲取列車經(jīng)過檢測區(qū)域時鐵軌的振動激勵以及可能存在的缺陷影響下的振動激勵。同樣的，可以在鋼軌上布設(shè)光纖傳感器，如纖布拉格光柵傳感器可以檢測鐵軌表面的溫度和應(yīng)力變化。西南交通大學的周威等人究了一個基于雙....

圖2-1光纖聲波傳感系統(tǒng)

樣信號才能形成干涉；二是單色性，單色性好的信號光和參考光可以讓系統(tǒng)的信噪比高；三是頻率差小，過大的頻率差會影響測量的誤差。相干探測要求更高，系統(tǒng)較直接探測更加復雜，但是傳感性能方面具有很多優(yōu)勢：是可探測的信息更多，能檢測信號光的光強、頻率和相位等信息；二是轉(zhuǎn)換增益高，直接探測相比....

本文編號：3950243