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龙图腾网恭喜四川西南交大铁路发展股份有限公司申请的专利基于非线性超声波的主动式钢轨伤损监测方法及终端获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114166943B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111475231.4，技术领域涉及：G01N29/04；该发明授权基于非线性超声波的主动式钢轨伤损监测方法及终端是由王鹏翔;蒋忠辉;张胜强;陈丽军;陈晓东;周超;康俊龙;骆星辰;李旭和设计研发完成，并于2021-12-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于非线性超声波的主动式钢轨伤损监测方法及终端在说明书摘要公布了：本发明公开了基于非线性超声波的主动式钢轨伤损监测方法及终端，属于钢轨健康监测技术领域，包括数据训练步骤：计算钢轨不同状态下测试信号的伤损等级阈值，进而建立钢轨不同状态下不同伤损等级与测试信号之间的映射关系；监测判断步骤：判断轨道检测信号对应的状态，将检测信号与对应状态下伤损等级阈值进行比较，进而确定钢轨伤损等级。本发明通过建立轨道在不同状态下不同伤损等级与测试信号之间的映射关系，能够实现不同状态下检测信号的定向伤损等级判断，消除不同状态对检测信号特征参数的影响，以此降低伤损等级检测的误报率；进一步地，基于多伤损阈值对检测信号进行判断，能够进一步提升伤损等级判断的准确性。

本发明授权基于非线性超声波的主动式钢轨伤损监测方法及终端在权利要求书中公布了：1.基于非线性超声波的主动式钢轨伤损监测方法，其特征在于：其包括以下步骤：数据训练步骤：计算钢轨不同状态下测试信号的伤损等级阈值，进而建立钢轨不同状态下不同伤损等级与测试信号之间的映射关系，不同状态对应尖轨、心轨的斥离状态或者密贴状态；所述伤损等级阈值包括微裂纹的伤损阈值和宏观裂纹的伤损阈值，微裂纹的伤损阈值为非线性参数阈值；宏观裂纹的伤损阈值包括时域信号相似性阈值、时域信号互相关阈值、频谱幅度差阈值、频谱相似性阈值、经验模态分解阈值和希尔伯特-黄变换阈值；所述数据训练步骤还包括建立状态判断模型：提取某一状态下测试信号的特征参数；基于对应状态下测试信号的特征参数建立对应状态判断模型，为斥离状态判断模型以及密贴状态判断模型；监测判断步骤：判断轨道检测信号对应的状态，将检测信号与对应状态下伤损等级阈值进行比较，进而确定钢轨伤损等级；将尖轨、心轨斥离状态与紧密贴合状态的检测数据进行分类，通过轨道斥离状态下的伤损等级阈值判断轨道在斥离状态下的伤损等级，通过轨道密贴状态下的伤损等级阈值判断轨道在密贴状态下的伤损等级，进而实现特定状态下检测信号的定向伤损等级判断；所述计算钢轨不同状态下测试信号的伤损等级阈值具体包括：根据不同状态下微裂纹伤损的测试信号的非线性参数值得到微裂纹伤损的非线性参数阈值；根据不同状态下宏观裂纹伤损的测试信号与其发射端发送的测试信号的时域相似度值得到宏观裂纹伤损的域信号相似性阈值；根据不同状态下宏观裂纹伤损的测试信号与其基准信号的互相关损伤指数值得到宏观裂纹伤损的时域信号互相关阈值，基准信号表示对应状态下的无损信号；根据不同状态下宏观裂纹伤损的测试信号与其发射端发送的测试信号的频谱幅值变化得到宏观裂纹伤损的频谱幅度差阈值；计算采集的不同状态下宏观裂纹伤损的测试信号与其基准信号的相关函数值得到宏观裂纹伤损的频谱相似性阈值；将采集的不同状态下宏观裂纹伤损的测试信号分解为多个线性稳态的固有模态函数，并计算时频分布的相似性作为宏观裂纹伤损的经验模态分解阈值；将采集的不同状态下宏观裂纹伤损的测试信号分解为多个线性稳态的固有模态函数，并将各固有模态函数进行变换得到时间、频率、幅值的三维谱分布值，进而得到宏观裂纹伤损的希尔伯特-黄变换阈值；所述将检测信号与对应状态下伤损等级阈值进行比较还包括：将宏观裂纹的伤损阈值进行加权处理得到伤损系数阈值，将检测信号的伤损系数与伤损系数阈值进行比较，进而确定钢轨是否出现宏观裂纹；所述方法还包括状态判断步骤：对测试信号或检测信号进行分类处理得到不同状态下的测试信号或检测信号；钢轨上设有超声波发射器和超声波接收器，超声波发射器产生的激励信号沿钢轨进行传播并在特定钢轨位置被接收采集并转换为电信号，如果超声波发射器与其对应的超声波接收器之间的钢轨区域内的钢轨未发生断裂，则超声波接收器会采集并识别到正确的激励信号；而一旦超声波发射器与其对应的超声波接收器之间的钢轨区域内某处钢轨发生了断裂，激励信号传播至裂纹处，会发生反射、散射、透射以及非线性等现象，从而造成激励信号的改变，根据激励信号的改变识别钢轨的伤损程度；激发的超声波信号的波长与钢轨轨底角厚度、轨腰厚度、轨头厚度在同一水平，利用LamB波类比法编程求解道岔轨件的频散曲线，根据频散曲线选择非频散得A0模态进行激励。

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