本發(fā)明涉及鋼軌檢測，尤其涉及一種超聲導波的激勵延時檢測方法、裝置和鋼軌檢測系統(tǒng)。

背景技術：

1、鋼軌是軌道交通重要的基礎載體，其健康狀況直接影響鐵路運輸和人民的生命財產(chǎn)安全。鋼軌狀態(tài)易受溫度變化、列車載荷壓力、地質(zhì)變化等因素影響，導致鋼軌傷損、斷裂等情況，嚴重影響列車的運行安全。

2、現(xiàn)有技術中，主要基于超聲導波的區(qū)間鋼軌斷軌監(jiān)測技術，對鋼軌的斷裂狀態(tài)進行檢測。通過聲波激勵裝置向鋼軌中耦合聲波能量，并在被測鋼軌的遠端接收節(jié)點采集聲波信號，當鋼軌發(fā)生折斷時，導波信號傳播受到影響，可根據(jù)聲波信號的特征變化實現(xiàn)斷軌監(jiān)測。

3、通常會在鋼軌的發(fā)送節(jié)點上安裝一個換能器作為激勵源，監(jiān)測距離最大為2km，然而在現(xiàn)場應用中，聲波傳播易受鋼軌磨損、溫度變化、雨雪覆蓋的影響，導致鋼軌檢測系統(tǒng)在長期運行過程中，存在接收節(jié)點處的導波信號信噪比降低，進而導致系統(tǒng)誤報的問題。為了解決該問題，可以在發(fā)送節(jié)點處間隔設置多個激勵換能器，通過多個激勵換能器提供激勵信號，提高信噪比。但是，各激勵換能器提供的各激勵信號相位不同，可能會導致總激勵信號減弱等問題。因此，如何提高各激勵信號的相位一致性成為當前亟需解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種超聲導波的激勵延時檢測方法、裝置和鋼軌檢測系統(tǒng)，以提高激勵延時時長的確定可靠性和準確性。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種超聲導波發(fā)射探頭的激勵延時檢測方法，采用鋼軌檢測系統(tǒng)執(zhí)行，所述鋼軌檢測系統(tǒng)包括位于鋼軌的檢測發(fā)射端的至少兩個超聲導波發(fā)射探頭、以及位于所述鋼軌的檢測接收端的超聲導波接收探頭；各所述超聲導波發(fā)射探頭沿所述鋼軌的延伸方向間隔設置；

3、所述超聲導波的激勵延時檢測方法包括：

4、在第一時刻向第一超聲導波發(fā)射探頭提供第一激勵電信號，以使所述第一超聲導波發(fā)射探頭在所述第一激勵電信號的作用下出射第一超聲導波信號；沿所述鋼軌的延伸方向，所述第一超聲導波發(fā)射探頭位于遠離所述超聲導波接收探頭的一側(cè)；

5、控制第二超聲導波發(fā)射探頭接收所述第一超聲導波信號，并獲取所述第二超聲導波發(fā)射探頭將所述第一超聲導波信號轉(zhuǎn)換為第一電信號的第二時刻；沿所述鋼軌的延伸方向，所述第二超聲導波發(fā)射探頭位于所述第一超聲導波發(fā)射探頭靠近所述超聲導波接收探頭的一側(cè)；

6、獲取所述第一超聲導波發(fā)射探頭的電信號-導波信號轉(zhuǎn)換時間，與所述第二超聲導波發(fā)射探頭的導波信號-電信號轉(zhuǎn)換時間的總轉(zhuǎn)換時長；

7、根據(jù)所述第一時刻、所述第二時刻和所述總轉(zhuǎn)換時長，確定所述第二超聲導波發(fā)射探頭的激勵延時時長。

8、可選的，獲取所述第一超聲導波發(fā)射探頭的電信號-導波信號轉(zhuǎn)換時間，與所述第二超聲導波發(fā)射探頭的導波信號-電信號轉(zhuǎn)換時間的總轉(zhuǎn)換時長，包括：

9、當所述第二超聲導波發(fā)射探頭與所述第一超聲導波發(fā)射探頭貼合設置時，在第三時刻向所述第一超聲導波發(fā)射探頭提供所述第一激勵電信號，以使所述第一超聲導波發(fā)射探頭在所述第一激勵電信號的作用下出射所述第一超聲導波信號；

10、控制所述第二超聲導波發(fā)射探頭接收所述第一超聲導波信號，并獲取所述第二超聲導波發(fā)射探頭將所述第一超聲導波信號轉(zhuǎn)換為所述第一電信號的第四時刻；

11、根據(jù)所述第三時刻和所述第四時刻，確定所述總轉(zhuǎn)換時長。

12、可選的，根據(jù)所述第三時刻和所述第四時刻，確定所述總轉(zhuǎn)換時長，包括：

13、將所述第四時刻與所述第三時刻的差值，作為所述總轉(zhuǎn)換時長。

14、可選的，根據(jù)所述第一時刻、所述第二時刻和所述總轉(zhuǎn)換時長，確定所述第二超聲導波發(fā)射探頭的激勵延時時長，包括：

15、將所述第二時刻與所述第一時刻的差值，作為總時長；

16、計算所述總時長與所述總轉(zhuǎn)換時長的時長差值，并將該所述時長差值作為所述第二超聲導波發(fā)射探頭的激勵延時時長。

17、可選的，所述鋼軌檢測系統(tǒng)還包括控制設備，所述控制設備包括開關單元和溫度檢測器件，所述溫度檢測器件用于獲取所述開關單元的當前溫度；

18、在第一時刻向第一超聲導波發(fā)射探頭提供第一激勵電信號之前，還包括：

19、獲取所述開關單元的所述當前溫度；

20、判斷所述當前溫度是否小于預設溫度；

21、若是，則執(zhí)行在第一時刻向第一超聲導波發(fā)射探頭提供第一激勵電信號的步驟。

22、可選的，若所述當前溫度大于或等于所述預設溫度，則停止執(zhí)行在第一時刻向第一超聲導波發(fā)射探頭提供第一激勵電信號的步驟。

23、第二方面，本發(fā)明提供了一種超聲導波的激勵延時檢測裝置，集成于鋼軌檢測系統(tǒng)中，其特征在于，所述鋼軌檢測系統(tǒng)包括位于鋼軌的檢測發(fā)射端的至少兩個超聲導波發(fā)射探頭、以及位于所述鋼軌的檢測接收端的超聲導波接收探頭；各所述超聲導波發(fā)射探頭沿所述鋼軌的延伸方向間隔設置；

24、所述超聲導波的激勵延時檢測裝置包括：

25、電信號提供模塊，用于在第一時刻向第一超聲導波發(fā)射探頭提供第一激勵電信號，以使所述第一超聲導波發(fā)射探頭在所述第一激勵電信號的作用下出射第一超聲導波信號；沿所述鋼軌的延伸方向，所述第一超聲導波發(fā)射探頭位于遠離所述超聲導波接收探頭的一側(cè)；

26、超聲導波信號獲取模塊，用于控制第二超聲導波發(fā)射探頭接收所述第一超聲導波信號，并獲取所述第二超聲導波發(fā)射探頭將所述第一超聲導波信號轉(zhuǎn)換為第一電信號的第二時刻；沿所述鋼軌的延伸方向，所述第二超聲導波發(fā)射探頭位于所述第一超聲導波發(fā)射探頭靠近所述超聲導波接收探頭的一側(cè)；

27、總轉(zhuǎn)換時長獲取模塊，用于獲取所述第一超聲導波發(fā)射探頭的電信號-導波信號轉(zhuǎn)換時間，與所述第二超聲導波發(fā)射探頭的導波信號-電信號轉(zhuǎn)換時間的總轉(zhuǎn)換時長；

28、激勵延時時長確定模塊，用于根據(jù)所述第一時刻、所述第二時刻和所述總轉(zhuǎn)換時長，確定所述第二超聲導波發(fā)射探頭的激勵延時時長。

29、第三方面，本發(fā)明提供了一種鋼軌檢測系統(tǒng)，包括：位于鋼軌的檢測發(fā)射端的至少兩個超聲導波發(fā)射探頭、位于所述鋼軌的檢測接收端的超聲導波接收探頭、和控制設備；

30、各所述超聲導波發(fā)射探頭沿所述鋼軌的延伸方向間隔設置；各所述超聲導波發(fā)射探頭用于提供超聲導波信號，所述超聲導波接收探頭用于接收所述超聲導波信號，并將所述超聲導波信號轉(zhuǎn)換為檢測電信號；

31、所述控制設備用于執(zhí)行第一方面所述的超聲導波的激勵延時檢測方法。

32、可選的，所述控制設備包括：與各所述超聲導波發(fā)射探頭一一對應設置的開關單元和溫度檢測器件；所述溫度檢測器件用于獲取所述開關單元的當前溫度，所述開關單元用于向所述超聲導波發(fā)射探頭提供激勵電信號。

33、可選的，當所述控制設備獲取到所述激勵延時時長后，所述控制設備還用于在預設時間段內(nèi)的第一時間，向所述第一超聲導波發(fā)射探頭提供第三激勵電信號；在第二時間向所述第二超聲導波發(fā)射探頭提供第四激勵電信號；所述超聲導波接收探頭用于接收所述第三激勵電信號對應的第三超聲導波信號，和所述第四激勵電信號對應的第四超聲導波信號；

34、其中，所述第二時間為自所述第一時間起，延時所述激勵延時時長的時間。

35、本發(fā)明提供的技術方案，通過在第一時刻向第一超聲導波發(fā)射探頭提供第一激勵電信號，以使第一超聲導波發(fā)射探頭在第一激勵電信號的作用下出射第一超聲導波信號?？刂频诙晫Рòl(fā)射探頭接收第一超聲導波信號，并獲取第二超聲導波發(fā)射探頭將第一超聲導波信號轉(zhuǎn)換為第一電信號的第二時刻。之后獲取第一超聲導波發(fā)射探頭的電信號-導波信號轉(zhuǎn)換時間，與第二超聲導波發(fā)射探頭的導波信號-電信號轉(zhuǎn)換時間的總轉(zhuǎn)換時長。便可以通過第一時刻和第二時刻可以獲取總轉(zhuǎn)換時長和超聲導波信號由第一超聲導波發(fā)射探頭傳輸至第二超聲導波發(fā)射探頭的傳輸時長的總時長，再根據(jù)總時長和總轉(zhuǎn)換時長，確定第二超聲導波發(fā)射探頭的激勵延時時長，以提高激勵延時時長的可靠性和準確性，以在后續(xù)根據(jù)激勵延時時長控制向第二超聲導波發(fā)射探頭提供激勵電信號的時間，以提高第一超聲導波發(fā)射探頭和第二超聲導波發(fā)射探頭，提供的超聲導波信號的相位一致性，進而提高鋼軌檢測系統(tǒng)中超聲導波接收探頭接收超聲導波信號的信噪比和信號強度，進而提高檢測結(jié)果的準確性。