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专利号: 2016107530703
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种声振式轨道桥梁健康监测装置,其特征在于,包括声音采集设备(2)和通讯处理设备(11),所述声音采集设备(2)设有多个,多个所述声音采集设备(2)通过固定装置(4)分布在轨道桥梁(3)桥面的下缘,所述通讯处理设备(11)设置在所述轨道桥梁(3)的底面上并通过数据线分别与各个所述声音采集设备(2)连接,所述声音采集设备(2)用于采集车轮激励源(1)振动冲击轨道桥梁(3)时所产生的激励沿桥梁结构传输而来的声音频谱,所述通讯处理设备(11)将采集的声音频谱发送至远端云计算服务器(12)中进行分析处理。

2.根据权利要求1所述的声振式轨道桥梁健康监测装置,其特征在于,所述声音采集设备(2)包括声音传感器(7)、真空隔音箱(8)和隔音层(9),所述真空隔音箱(8)由内外双层壳体围成顶部开口的中空盒体的形状,所述真空隔音箱(8)的内壳体内形成仓内声腔(6),所述声音传感器(7)位于所述仓内声腔(6)内,且固定在所述真空隔音箱(8)内壳体的底部,所述真空隔音箱(8)外壳体的外周包裹有所述隔音层(9)。

3.根据权利要求2所述的声振式轨道桥梁健康监测装置,其特征在于,所述隔音层(9)外侧设有用于与所述通讯处理设备(11)线路连接的管线外接口(10),所述声音传感器(7)连接信号线的一端,所述信号线的另一端穿过所述内外双层壳体之间的间隙并从隔音层(9)穿出与所述管线外接口(10)连接。

4.根据权利要求2所述的声振式轨道桥梁健康监测装置,其特征在于,所述声音采集设备(2)顶端的两侧设有用于将整个声音采集设备(2)固定在所述轨道桥梁(3)桥面下缘的横梁,所述两侧的横梁通过所述固定装置(4)贴合于所述轨道桥梁(3)桥面的下缘,将所述声音采集设备(2)固定在所述轨道桥梁(3)桥面的下缘上,且所述轨道桥梁(3)桥面的下缘密闭所述真空隔音箱(8)的顶部开口。

5.一种声振式轨道桥梁健康监测系统,其特征在于,包括云计算服务器(12)以及权利要求1-4任一项所述的监测装置,所述监测装置的声音采集设备(2)采集车轮激励源(1)振动冲击轨道桥梁(3)时所产生的激励沿桥梁结构传输而来的声音频谱,所述监测装置的通讯处理设备(11)将采集的声音频谱发送至所述云计算服务器(12)中,所述云计算服务器(12)对声音频谱进行分析处理,从而判断出轨道桥梁(3)健康的信息。

6.一种声振式轨道桥梁健康监测方法,其特征在于,采用权利要求5所述的声振式轨道桥梁健康监测系统,包括如下步骤:

步骤S1:对待检测轨道桥梁的监测点进行布设规划,并在各个监测点安装声音采集设备;

步骤S2:搭建云计算服务器,在云计算服务器上集成多个声音数据分析处理系统;

步骤S3:对云计算服务器及声音采集设备之间的通讯处理设备进行调试,从而建立云计算服务器及声音采集设备之间的数据通讯;

步骤S4:声音采集设备实时对车轮激励源振动冲击轨道桥梁时产生的激励沿桥梁结构传输而来的声音频谱进行监测,当监测到所述声音频谱时,声音采集设备将所述声音频谱发送至通讯处理设备中;

步骤S5:通讯处理设备接收到所述声音频谱后,对声音频谱进行编码,再将编码后的声音频谱发送至云计算服务器中;

步骤S6:云计算服务器通过集成多个声音数据分析处理系统对编码后的声音频谱进行分析处理,从而判断出轨道桥梁健康的信息。

7.根据权利要求6所述的声振式轨道桥梁健康监测方法,其特征在于,所述步骤S6后,还包括云计算服务器根据管理设备的指令对出轨道桥梁健康的信息进行存储、更新、删除的步骤。

8.根据权利要求6所述的声振式轨道桥梁健康监测方法,其特征在于,所述步骤S6中云计算服务器通过集成多个声音数据分析处理系统对编码后的激励声音信号进行分析处理,还包括如下步骤:云计算服务器上设有声音特征统计数据库,所述声音特征统计数据库预存有桥梁健康的标准参考数据,从编码后的声音频谱获得频谱特性,并将该频谱特性与所述声音特征统计数据库中的标准参考数据进行比对分析,从而判断出轨道桥梁健康的信息。

9.根据权利要求6所述的声振式轨道桥梁健康监测方法,其特征在于,所述步骤S1中对待检测轨道桥梁的监测点进行布设规划,具体方法为:沿待检测轨道桥梁的方向,在每个桥墩的两侧各安置一个监测点,并在监测点上安装声音采集设备;通讯处理设备设置在轨道桥梁的桥墩与桥面结合处且通过数据线分别与各个声音采集设备连接。

10.根据权利要求6所述的声振式轨道桥梁健康监测方法,其特征在于,步骤S5中利用压缩BCD编码的方式对激励声音信号进行编码。