鐵路是國家最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一,對(duì)鐵軌健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是鐵路系統(tǒng)安全運(yùn)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(hào)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(xué)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(gè)傳感單元集成在一根光纖上,一根光纖即可實(shí)現(xiàn)長距離、高靈敏以及分布式的聲波傳感檢測(cè),該技術(shù)在鐵路健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)領(lǐng)域,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、采集數(shù)據(jù)并分析處理,對(duì)于列車定位與鐵軌缺陷檢測(cè)這兩個(gè)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(cè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)基于DAS技術(shù)的鐵路安全監(jiān)測(cè)方案。將微結(jié)構(gòu)傳感光纖固定在鐵軌軌腰位置,通過實(shí)驗(yàn)采集鐵軌振動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù),并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析。(2)設(shè)計(jì)一種基于DAS的列車定位算法。該方法對(duì)傳感節(jié)點(diǎn)每秒鐘的信號(hào)取絕對(duì)值后在時(shí)間維度上取均值,用這個(gè)均值來表征鐵軌振動(dòng)的情況,...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1基于Φ-OTDR實(shí)現(xiàn)列車定位[8]

圖1-1基于Φ-OTDR實(shí)現(xiàn)列車定位[8]方法存在信噪比的問題，傳感距離節(jié)點(diǎn)數(shù)目和分辨率會(huì)受到限制。而琪真老師團(tuán)隊(duì)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(yán)重的問題，有效的提高了傳感系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)[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(yùn)用于列....

圖1-2大型探傷車具體到檢測(cè)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(cè)、渦流檢

圖1-2大型探傷車具體到檢測(cè)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(cè)、渦流測(cè)、漏磁檢測(cè)和視覺檢測(cè)等檢測(cè)技術(shù)，但是不同的檢測(cè)方法由于原理和性能不同，都有一定的局限性[13]。超聲檢測(cè)是可靠的內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法，但是存在表面的檢測(cè)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(cè)鐵軌狀態(tài)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)[18]

圖1-3監(jiān)測(cè)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(cè)區(qū)域時(shí)鐵軌的振動(dòng)激勵(lì)以及可能存在的缺陷影響下的振動(dòng)激勵(lì)。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(cè)鐵軌表面的溫度和應(yīng)力變化。西南交通大學(xué)的周威等人究了一個(gè)基于雙....

圖2-1光纖聲波傳感系統(tǒng)

樣信號(hào)才能形成干涉；二是單色性，單色性好的信號(hào)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(huì)影響測(cè)量的誤差。相干探測(cè)要求更高，系統(tǒng)較直接探測(cè)更加復(fù)雜，但是傳感性能方面具有很多優(yōu)勢(shì)：是可探測(cè)的信息更多，能檢測(cè)信號(hào)光的光強(qiáng)、頻率和相位等信息；二是轉(zhuǎn)換增益高，直接探測(cè)相比....

本文編號(hào)：3950243