CN115856078B - 一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，涉及轨道检测技术领域，包括：压电促动激振器(1)、波导转换装置(2)、伤损信号检波器(3)和微型计算机(4)；所述压电促动激振器(1)分别与所述波导转换装置(2)和所述微型计算机(4)连接，所述伤损信号检波器(3)与所述微型计算机(4)连接；本发明能够实现高速铁路无砟轨道缓冲砂浆伤损无损检测系统内缺陷信息的闭环传递和自反馈自调节，以此找到最适宜的无砟轨道缓冲砂浆伤损检测激励参数来增强损伤的回波信号分辨率，从而保证了回波信号成像结构反映的砂浆层隐蔽病害信息的有效性和综合性，最终提高高速铁路线路的维修养护效率。

Description

一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统

技术领域

本发明涉及轨道检测技术领域，具体而言，涉及一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统。

背景技术

自20世纪90年代我国高速铁路建造技术开始了探索研究，经过不断积累，至今已取得举世瞩目的成就，拥有世界规模最大最发达的高速铁路网。同时高速铁路无砟轨道的研究应用也拉开了序幕，无砟轨道因其平顺性好、整体性好、稳定性高、耐久性强、使用寿命周期长以及养护维修工作量少等优势广泛应用于高速铁路。板式无砟轨道由轨道板、缓冲砂浆层以及底座支撑层组成，轨道板为钢筋混凝土结构，其内部配置密集钢筋网；缓冲砂浆层由素混凝土和乳化沥青混合组成，其内部不配置钢筋；支撑层主要由混凝土浇筑构成。在无砟轨道高强度的服役过程中，无砟轨道因受到高速列车大振次、高周频荷载激励、超高低温循环、雨水渗流侵蚀等多因素的耦合作用，不可避免的出现损坏，其中缓冲砂浆层易出现脱空、疏松隐蔽病害，难以发现，对高速列车的行车安全性与舒适性造成严重影响。

无损检测是一种快速便捷、不破坏结构物、不影响结构物本身承载力的一种检测方法。目前混凝土结构物检测方法主要有探地雷达法、超声波法、冲击弹性波法等。探地雷达具有快速、检测精度高的优势，但是在进行缓冲砂浆层脱空检测时，因电磁波会受到轨道板内部密集金属(钢筋网)的影响造成强反射，仅有少部分的波传播至缓冲砂浆层界面，形成干扰，并且当脱空处存在积水时，电磁波会迅速衰减接收到的信号过弱，导致检测效果差难以发现结构内部损坏。而超声检测法操作简单、灵敏度高，但在检测混凝土结构物缺陷时会受到耦合剂、检测面、含水率、构件尺寸、设计强度等因素影响，难以得到精确的检测结果，存在一定的局限性，对于缓冲砂浆层缺陷检测适用性不高。而传统的冲击弹性波法是通过小锤或钢球撞击待测构件表面来激发弹性波，具有操作简单、可单测面检测、成像直观等优点，同时检测结果受结构内部钢筋网影响小，是一种比较适用于钢筋混凝土工程结构的无损检测方法。但常规的冲击弹性波检测方法存在激励强度难控制、回波信号强弱不定、人工反复敲击试验的典型缺点，当信号采集传感设备检测的回波信号偏弱时，需要检测人员进行激励参数的反复调整，此过程需要耗费大量人工劳动力，且针对无砟轨道多层复合结构层间界面缺陷检测调整次数的不确定性更高；另外，传统冲击弹性波法由人工激发，波形没有进行转化筛选，体波能量利用率低，指向性差，定向波辐射面积有限，尤其是因高铁维护夜间天窗时间点极短，在此背景下，人工检测的效率急剧下降。

基于此，本发明提出一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其能够有效提高高速铁路线路的维修养护效率，保证检测操作便捷性和检测准确度。

本发明的技术方案为：

本申请提供一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其包括：压电促动激振器、波导转换装置、伤损信号检波器和微型计算机；

上述压电促动激振器分别与上述波导转换装置和上述微型计算机连接，用于发出检测波，并通过上述波导转换装置将检测波转化为水平定向模式后发送到无砟轨道砂浆层；

上述伤损信号检波器与上述微型计算机连接，用于接受无砟轨道砂浆层中检测波的回波信号，并检测回波信号的伤损记录，通过增强与降噪处理后发送到上述微型计算机；

上述微型计算机用于将接收到的信号进行时频转换及回波信号质量判别，对判别不通过的回波信号进行激励参数调节，对判别通过的回波信号进行高分辨率合成，通过伤损定位公式对合成结果进行计算以得到检测结果。

进一步地，上述压电促动激振器发出检测波的信号控制方程为：

其中，ΔSec表示连续激励的时间间隔，F(t)表示代表压电促动激振器发出的检测波信号控制方程的周期函数，S_j表示第j次激励脉冲强度，j表示第j次激励，ω_j表示第j次自反馈调节角频率参数，t表示激励时间，表示第j次激励信号的相位差。

进一步地，上述波导转换装置将检测波转化为水平定向模式前需进行初始倾斜角度计算，上述初始倾斜角度计算的公式为：

θ_a＝arcsin[sinθ_b÷(v_j÷v_i)]，

其中，θ_a表示无砟轨道砂浆层缺陷探测波倾斜入射波导转换装置的初始倾角，v_i表示应力波在波导转换装置中的传播速度，v_j表示应力波在无砟轨道多层结构中的传播速度，θ_b表示应力波在无砟轨道多层结构中的传播角度，i表示无砟轨道多层结构的任一结构层，j表示第j次激励，a、b均为不同常数。

进一步地，上述增强与降噪处理的过程主要通过对接收到的回波信号进行信号增强边缘计算，其具体计算公式为：

其中，z_i表示第一次强化后的回波信号，i表示无砟轨道多层结构的任一结构层，j表示激励信号次数，a、b、e、f、g、h、s、w均为不同常数，D_ig、D_ie、D_if、D_jg、D_jh、D_je、D_jf均表示检波器内部增强电路对应的微型电阻自动调节参数，D_s表示伤损信号检波器内部的数字控制输入，D_w表示伤损信号检波器内部的电位器抽头阻值，N_i表示增益分配系数，N₁、N₂均为不同的增益分配系数。

进一步地，上述将接收到的信号进行时频转换及回波信号质量判别，对判别不通过的回波信号进行激励参数调节，对判别通过的回波信号进行高分辨率合成的步骤包括：

对接收到的上述微型计算机经过增强与降噪处理后的单次激励信号进行快速傅里叶变换以得到时频信号；

将上述时频信号通过上述微型计算机内部的自反馈调节控制系统进行阈值分析以判断回波信号分辨率是否满足预先设定的辨识等级，若回波信号分辨率满足，则进行周期内多波形信号叠加成像以实现高分辨率合成，若回波信号分辨率不满足时，则上述自反馈调节控制系统发出指令使得上述微型计算机控制上述压电促动激振器和上述波导转换装置进行激励参数调节。

进一步地，通过上述微型计算机内部的自反馈调节控制系统进行阈值分析以判断回波信号分辨率是否满足预先设定的辨识等级的判断条件为：

Yes＝[I_min＜K＜I_max}，

其中，Yes代表成像分辨率满足要求；K表示砂浆伤损回波信号的成像分辨率，I_min为目标函数回波分辨率的最低阈值，I_max为目标函数回波分辨率的最高阈值，No表示成像分辨率不满足要求。

进一步地，上述激励参数调节所采用的公式为：

if(K＞I_min)，

if(K＞I_max)，

其中，K表示砂浆伤损回波信号的成像分辨率，R表示受约束的砂浆伤损信号目标规划模型，j表示第j次激励，a为常数，θ_a表示波导转换装置的活动面倾斜角度，Δθ_a表示波导转换装置的活动面倾斜角度变化，S_j表示激励脉冲强度，ΔS_j表示激励脉冲强度变化，ω_j表示激励频率，Δω_j表示激励频率调节，ΔSec表示连续激励时间间隔，ε表示激励时间间隔调节系数，表示激励相位差，/>表示激励相位差变化，s.t.表示目标规划模型的约束条件，A表示无砟轨道结构的材料约束条件，E_i表示材料的弹性模量，ρ_i为材料的密度；μ_i为材料的泊松比，I_min为目标函数回波分辨率的最低阈值，I_max为目标函数回波分辨率的最高阈值。

进一步地，上述高分辨率合成采用的公式为：

其中，k表示第k次有效参数激励，∑p(t)表示最终的高分辨率伤损回波信号的成像函数；表示第k次接收到的回波信号对应的成像函数，/>分别表示第k次接收信号的频率、时间、幅值和相位，n表示合格激励参数向最优分辨率阈值参数迭代过程产生的激励次数。

进一步地，上述伤损定位公式为：

ΔL^*＝v·ΔT，

其中，ΔL^*表示缓冲砂浆层中伤损的空间位置，v表示应力波在该介质中单位时间传播路程，ΔT表示伤损回波信号单趟走行时间。

相对于现有技术，本发明至少具有如下优点或有益效果：

(1)本发明能够实现高速铁路无砟轨道缓冲砂浆伤损无损检测系统内缺陷信息的闭环传递，实现检测系统的自反馈自调节，以此找到最适宜的无砟轨道缓冲砂浆伤损检测激励参数来增强损伤的回波信号分辨率，从而保证了回波信号成像结构反映的砂浆层隐蔽病害信息的有效性和综合性，最终提高高速铁路线路的维修养护效率；

(2)本发明通过波导转换装置对压电促动激振器产生的弹性波进行波形转换，然后通过回波信号自动检测算法对激励相关的多个参数进行寻优，直到得到损伤的最佳分辨率信号，保证了检测操作便捷性和检测准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统的结构示意图。

图标：1、压电促动激振器；2、波导转换装置；3、伤损信号检波器；4、微型计算机；5、无砟轨道砂浆层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例

请参阅图1，图1所示为本申请实施例提供的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统的结构示意图。

本申请提供一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其包括：压电促动激振器1、波导转换装置2、伤损信号检波器3和微型计算机4；

压电促动激振器1分别与波导转换装置2和微型计算机4连接，用于发出检测波，并通过波导转换装置2将检测波转化为水平定向模式后发送到无砟轨道砂浆层5；

伤损信号检波器3与微型计算机4连接，用于接受无砟轨道砂浆层5中检测波的回波信号，并检测回波信号的伤损记录，通过增强与降噪处理后发送到微型计算机4；

微型计算机4用于将接收到的信号进行时频转换及回波信号质量判别，对判别不通过的回波信号进行激励参数调节，对判别通过的回波信号进行高分辨率合成，通过伤损定位公式对合成结果进行计算以得到检测结果。

需要说明的是，压电促动激振器1采用压电激励的方式，其固定在波导转换装置2的活动面上，压电促动激振器1产生的应力波通过波导转换装置2实现传播方向的转变，从波导转换装置2传播出来的声波传播方向与无砟轨道多层结构层间界面保持平行，使激振产生的主要波动能量用于对无砟轨道砂浆层5地界面与轨道板界面之间的隐蔽病害的检测；伤损信号检波器3主要对无砟轨道多层结构中的无砟轨道砂浆层5的伤损的回波信号进行接收和增强，伤损信号检波器3对应环绕在激振点的周围，来接收压电促动激振器1激励后测点周围振动的回波信号，得到无砟轨道板测点周围的综合情况，波导转换装置2与伤损信号检波器3的布置测点根据检测现场进行布置，根据最优检测方案实施；波导转换装置2的倾斜活动面根据工程现场实际情况通过控制方程进行计算，得到初始设定值，待微型计算机4接收到回波信号并进行处理分析后，若得到的分辨率高于或低于设定阈值，则进行反馈，倾斜活动面受微型计算机4的自动化控制模块控制进行最优化微调。

由此，本申请一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统通过自反馈调节的激励、接收与处理控制系统，可以有效提高回波信号的分辨率，降低无效回波信号接收率，提高无砟轨道缓冲砂浆损伤的检测质量和检测效率。

作为一种优选的实施方式，压电促动激振器1发出检测波的信号发生方程为：

其中，ΔSec表示连续激励的时间间隔，F(t)表示代表压电促动激振器发出的检测波信号控制方程的周期函数，S_j表示第j次激励脉冲强度，j表示第j次激励，ω_j表示第j次自反馈调节角频率参数，t表示激励时间，表示第j次激励信号的相位差。

作为一种优选的实施方式，波导转换装置2将检测波转化为水平定向模式前需进行初始倾斜角度计算，初始倾斜角度计算的公式为：

θ_a＝arcsin[sinθ_b÷(v_j÷v_i)]，

其中，θ_a表示无砟轨道砂浆层缺陷探测波倾斜入射波导转换装置2的初始倾角，v_i表示应力波在波导转换装置2中的传播速度，v_j表示应力波在无砟轨道多层结构中的传播速度，θ_b表示应力波在无砟轨道多层结构中的传播角度，i表示无砟轨道多层结构的任一结构层，j表示第j次激励，a、b均为不同常数。

作为一种优选的实施方式，增强与降噪处理的过程主要通过对接收到的回波信号进行信号增强边缘计算，其具体计算公式为：

其中，z_i表示第一次强化后的回波信号，i表示无砟轨道多层结构的任一结构层，j表示激励信号次数，a、b、e、f、g、h、s、w均为不同常数，D_ig、D_ie、D_if、D_jg、D_jh、D_je、D_jf均表示检波器内部增强电路对应的微型电阻自动调节参数，D_s表示伤损信号检波器3内部的数字控制输入，D_w表示伤损信号检波器3内部的电位器抽头阻值，N_i表示增益分配系数，N₁、N₂均为不同的增益分配系数。

作为一种优选的实施方式，将接收到的信号进行时频转换及回波信号质量判别，对判别不通过的回波信号进行激励参数调节，对判别通过的回波信号进行高分辨率合成的步骤包括：

对接收到的微型计算机4经过增强与降噪处理后的单次激励信号进行快速傅里叶变换以得到时频信号；

将时频信号通过微型计算机4内部的自反馈调节控制系统进行阈值分析以判断回波信号分辨率是否满足预先设定的辨识等级，若回波信号分辨率满足，则进行周期内多波形信号叠加成像以实现高分辨率合成，若回波信号分辨率不满足时，则自反馈调节控制系统发出指令使得微型计算机4控制压电促动激振器1和波导转换装置2进行激励参数调节。

作为一种优选的实施方式，通过微型计算机4内部的自反馈调节控制系统进行阈值分析以判断回波信号分辨率是否满足预先设定的辨识等级的判断条件为：

Yes＝{I_min＜K＜I_max}，

其中，Yes代表成像分辨率满足要求；K表示砂浆伤损回波信号的成像分辨率，I_min为目标函数回波分辨率的最低阈值，I_max为目标函数回波分辨率的最高阈值，No表示成像分辨率不满足要求

作为一种优选的实施方式，激励参数调节的步骤为：

(1)首先对自反馈调节算法对无砟轨道砂浆层5的伤损回波信号的成像结果进行基于目标规划模型的迭代计算，其中目标规划模型为：

(2)基于目标规划模型进行6个调整参数的步进寻优计算，其中步进寻优计算流程为：

if(K＜I_min)，

需要说明的是，上述算法语句的执行逻辑为：如果初始单次激励判断不通过，进行逐个参数的步进调整，对每个参数进行增加参数和减小参数值的迭代运算，每次迭代的步长为初始参数的五分之一，再次计算K值的大小，如果增加参数值后K值为增大，则选定该参数，进行参数放大，直到K值满足约束条件；如果增加参数值后检测判断K值减小，则减小该参数值，再次检测，如果K值为增大，则放小该参数，直到满足约束条件，否则更换其他参数，进行重复操作。

if(K＞I_max)，

其中，K表示砂浆伤损回波信号的成像分辨率，R表示受约束的砂浆伤损信号目标规划模型，j表示第j次激励，a为常数，θ_a表示波导转换装置的活动面倾斜角度，Δθ_a表示波导转换装置的活动面倾斜角度变化，S_j表示激励脉冲强度，ΔS_j表示激励脉冲强度变化，ω_j表示激励频率，Δω_j表示激励频率调节，ΔSec表示连续激励时间间隔，ε表示激励时间间隔调节系数，表示激励相位差，/>表示激励相位差变化，s.t.表示目标规划模型的约束条件，A表示无砟轨道结构的材料约束条件，E_i表示材料的弹性模量，ρ_i为材料的密度；μ_i为材料的泊松比，I_min为目标函数回波分辨率的最低阈值，I_max为目标函数回波分辨率的最高阈值。

需要说明的是，上述算法语句的执行逻辑为，如果初始单次激励判断超过设定最大值，进行逐个参数的步进调整，对每个参数进行增加参数和减小参数值的迭代运算，每次迭代的步长为初始参数的五分之一，再次计算K值的大小，如果增加参数值后K值为减小，则选定该参数，进行参数放大，直到K值满足约束条件；如果增加参数值后检测判断K值增大，则减小该参数值，再次检测，如果K值为减小，则放小该参数，直到满足约束条件，否则更换其他参数，进行重复操作。

作为一种优选的实施方式，高分辨率合成采用的公式为：

其中，k表示第k次有效参数激励，∑p(t)表示最终的高分辨率伤损回波信号的成像函数；表示第k次接收到的回波信号对应的成像函数，/>分别表示第k次接收信号的频率、时间、幅值和相位，n表示合格激励参数向最优分辨率阈值参数迭代过程产生的激励次数。

作为一种优选的实施方式，伤损定位公式为：

ΔL^*＝v·ΔT，

其中，ΔL^*表示无砟轨道砂浆层5中伤损的空间位置，v表示应力波在该介质中单位时间传播路程，ΔT表示伤损回波信号单趟走行时间。

可以理解，图中所示的结构仅为示意，一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统还可包括比图中所示更多或者更少的组件，或者具有与图中所示不同的配置。图中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图或框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请实施例提供的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，通过压电促动激振器1、伤损信号检波器3、微型计算机4三者之间进行信号传递形成闭环，实现了自调节和周期内多波形叠加成像，提高了回波信号信息的利用率，增强了回波信号的信息可靠度，更好的适应工程实际的需求，提高了检测效率和检测准确性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其特征在于，包括：压电促动激振器(1)、波导转换装置(2)、伤损信号检波器(3)和微型计算机(4)；

所述压电促动激振器(1)分别与所述波导转换装置(2)和所述微型计算机(4)连接，用于发出检测波，并通过所述波导转换装置(2)将检测波转化为水平定向模式后发送到无砟轨道砂浆层(5)；

所述伤损信号检波器(3)与所述微型计算机(4)连接，用于接受无砟轨道砂浆层(5)中检测波的回波信号，并检测回波信号的伤损记录，通过增强与降噪处理后发送到所述微型计算机(4)；

所述微型计算机(4)用于将接收到的信号进行时频转换及回波信号质量判别，对判别不通过的回波信号进行激励参数调节，对判别通过的回波信号进行高分辨率合成，通过伤损定位公式对合成结果进行计算以得到检测结果；

所述波导转换装置(2)将检测波转化为水平定向模式前需进行初始倾斜角度计算，所述初始倾斜角度计算的公式为：

θ_a＝arcsin[sinθ_b÷(v_j÷v_i)]，

其中，θ_a表示无砟轨道砂浆层缺陷探测波倾斜入射波导转换装置的初始倾角，ν_i表示应力波在波导转换装置中的传播速度，ν_j表示应力波在无砟轨道多层结构中的传播速度，θ_b表示应力波在无砟轨道多层结构中的传播角度，i表示无砟轨道多层结构的任一结构层，j表示第j次激励，a、b均为不同常数；

所述伤损定位公式为：

ΔL^*＝v·ΔT，

其中，ΔL^*表示缓冲砂浆层中伤损的空间位置，ν表示应力波在介质中单位时间传播路程，ΔT表示伤损回波信号单趟走行时间。

2.如权利要求1所述的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其特征在于，所述压电促动激振器(1)发出检测波的信号控制方程为：

其中，ΔSec表示连续激励的时间间隔，F(t)表示代表压电促动激振器发出的检测波信号控制方程的周期函数，S_j表示第j次激励脉冲强度，j表示第j次激励，ω_j表示第j次自反馈调节角频率参数，t表示激励时间，表示第j次激励信号的相位差。

3.如权利要求1所述的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其特征在于，所述增强与降噪处理的过程主要通过对接收到的回波信号进行信号增强边缘计算，其具体计算公式为：

其中，z_i表示第一次强化后的回波信号，i表示无砟轨道多层结构的任一结构层，j表示激励信号次数，a、b、e、f、g、h、s、w均为不同常数，D_ig、D_ie、D_if、D_jg、D_jh、D_je、D_jf均表示检波器内部增强电路对应的微型电阻自动调节参数，D_s表示伤损信号检波器内部的数字控制输入，D_w表示伤损信号检波器内部的电位器抽头阻值，N_i表示增益分配系数，N₁、N₂均为不同的增益分配系数。

4.如权利要求3所述的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其特征在于，所述将接收到的信号进行时频转换及回波信号质量判别，对判别不通过的回波信号进行激励参数调节，对判别通过的回波信号进行高分辨率合成的步骤包括：

对接收到的所述微型计算机(4)经过增强与降噪处理后的单次激励信号进行快速傅里叶变换以得到时频信号；

将所述时频信号通过所述微型计算机(4)内部的自反馈调节控制系统进行阈值分析以判断回波信号分辨率是否满足预先设定的辨识等级，若回波信号分辨率满足，则进行周期内多波形信号叠加成像以实现高分辨率合成，若回波信号分辨率不满足时，则所述自反馈调节控制系统发出指令使得所述微型计算机(4)控制所述压电促动激振器(1)和所述波导转换装置(2)进行激励参数调节。

5.如权利要求4所述的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其特征在于，所述通过所述微型计算机(4)内部的自反馈调节控制系统进行阈值分析以判断回波信号分辨率是否满足预先设定的辨识等级的判断条件为：

Yes={I_min<K<I_max}，

其中，Yes代表成像分辨率满足要求；K表示砂浆伤损回波信号的成像分辨率，I_min为目标函数回波分辨率的最低阈值，I_max为目标函数回波分辨率的最高阈值，No表示成像分辨率不满足要求。

6.如权利要求4所述的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其特征在于，所述激励参数调节所采用的公式为：

if(K＜I_min)，

if(K＞I_max)，

其中，K表示砂浆伤损回波信号的成像分辨率，R表示受约束的砂浆伤损信号目标规划模型，j表示第j次激励，a为常数，θ_a表示波导转换装置的活动面倾斜角度，Δθ_a表示波导转换装置的活动面倾斜角度变化，S_j表示激励脉冲强度，ΔS_j表示激励脉冲强度变化，ω_j表示激励频率，Δω_j表示激励频率调节，ΔSec表示连续激励时间间隔，ε表示激励时间间隔调节系数，表示激励相位差，/>表示激励相位差变化，s.t.表示目标规划模型的约束条件，A表示无砟轨道结构的材料约束条件，E_i表示材料的弹性模量，ρ_i为材料的密度；μ_i为材料的泊松比，I_min为目标函数回波分辨率的最低阈值，I_max为目标函数回波分辨率的最高阈值。

7.如权利要求4所述的一种自反馈调节的无砟轨道砂浆隐蔽伤损智能检测系统，其特征在于，所述高分辨率合成采用的公式为：

其中，k表示第k次有效参数激励，∑p(t)表示最终的高分辨率伤损回波信号的成像函数；表示第k次接收到的回波信号对应的成像函数，/>t，m_k，/>分别表示第k次接收信号的频率、时间、幅值和相位，n表示合格激励参数向最优分辨率阈值参数迭代过程产生的激励次数。