CN103448751A - 一种非接触式车轮位置感应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种非接触式车轮位置感应装置，用于车轮的在线检测，所述车轮的运行轨道包括承力轨和护轨，所述承力轨、护轨之间固定设置有探伤单元，所述探伤单元上沿运行轨道方向设置有两排以上的探头，所述车轮位置感应装置设置于承力轨和护轨之间，包括：两个以上的支架、垂直安装于支架上的传感器。本发明通过在运行轨道的单侧或双侧的双轨之间设置呈阵列排布的磁钢传感器，当车轮经过检测区间内时，可对车轮的位置进行精确的判断，从而触发与车轮接触良好的超声波探头，实现对超声波探头的精确触发。该装置具有结构简单、使用方便的特点，适宜推广使用。

Description

一种非接触式车轮位置感应装置
技术领域
本发明涉及轨道车轮的在线自动检测技术领域，具体地说是提高超声波探头触发精确度的用于车轮在线检测的非接触式车轮位置感应装置。
背景技术
目前机车车轮在线探伤，属于国内领先技术，能够在线有效检测轮辋及辐板等内部缺陷。实际应用中探伤单元固定设置在左右轨道的承力轨和护轨之间，探伤单元超声波探头的触发由相应的传感器来控制。既有的在线探伤系统采用机械接触式和电涡流感应式的触发方式，机械接触式触发方式在机车撒砂和油污的条件下，长时间运用以后，容易造成机械接触结构如传感器的卡滞和磨损，从而导致传感器的触发精度降低，引起超声波探头触发时间的偏差；电涡流感应式触发方式的触发精度容易受到车轮直径和轮缘高度的影响，对不同车型不同车轮的适应性低。急需研究一种非接触式、触发精度高，不受车轮直径和轮缘高度影响的车轮位置感应装置。
发明内容
针对现有技术的缺陷，提供一种提高超声波探头触发时间精度的用于车轮在线检测的非接触式车轮位置感应装置。
本发明的技术方案是，提供一种非接触式车轮位置感应装置，所述非接触式车轮位置感应装置用于车轮的在线检测，所述车轮的运行轨道包括承力轨和护轨，所述承力轨、护轨之间固定设置有探伤单元，所述探伤单元上沿运行轨道方向设置有两排以上的探头，所述车轮位置感应装置设置于承力轨和护轨之间，所述车轮位置感应装置包括：2个以上的支架、垂直安装于支架上的传感器。
优选的，所述支架固定在护轨上。
优选的，所述支架固定在承力轨上。
优选的，所述支架固定在探伤单元上。
优选的，所述运行轨道包括两侧轨道，所述车轮位置感应装置设置于任一单侧轨道的承力轨和护轨之间。
优选的，所述运行轨道的两侧均设置有车轮位置感应装置，双边轨道的传感器成对安装。
优选的，所述2个以上支架和传感器组成的感应装置沿运行轨道总长度大于1个或者2个车轮周长，所述车轮的直径为650—1300mm。
优选的，所述传感器为磁钢传感器。
优选的，所述单侧轨道上传感器之间的距离沿运行轨道方向相同，传感器在垂直于轨道方向上的位置是可调节的。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明通过在钢轨内侧设置非接触式车轮位置感应装置，通过在承力轨和护轨之间设置支架，支架位于承力轨、护轨或者探伤单元的中下部，使得传感器与运行轨道表面的距离较远，所以当车轮通过运行轨道时，所述传感器不与车轮的轮缘接触，有效减小探头触发时间的偏差，提高了探头触发的精度，触发精度高，准确地实现车轮在线自动检测；轨道线左右两侧的磁钢传感器在车轮经过时，均可以输出一个正弦波信号，从而对于车轮良好接触的探头进行精确触发，避免了车轮左右窜动导致的位置偏差从而影响磁钢传感器的信号输出；感应装置结构简单，具有使用方便的特点，可以推广使用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的车轮位置感应装置的主视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的车轮位置感应装置在轨道线单侧安装的俯视结构示意图；
图3为本发明实施例提供的车轮位置感应装置在轨道线两侧安装的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例提供的车轮位置感应装置工作原理示意图；
附图标记为：1—探伤单元，2—磁钢传感器，3—支架，4—探头，5—承力轨，6—护轨，7—车轮。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明周期性扫查超声数据的封装及分析的方法和装置作进一步的详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
为了克服传感器和探伤的超声波探头与车轮接触，当车轮通过运行轨道时，用于在线检测车轮的传感器被磨损，从而不能及时触发超声波探头对车轮进行探伤，及时处理车辆运行中的故障。本发明充分利用支架的支撑作用，传感器不与车轮的轮缘接触即可完成对超声波探头的触发，满足传感器触发精准的要求。
如图1至3所示：一种用于列车轮对在线检测的非接触式车轮位置感应装置，所述车轮的运行轨道包括承力轨5和护轨6，所述承力轨5、护轨6之间固定设置有探伤单元，所述探伤单元上沿运行轨道方向设置有两排以上的探头4，该感应装置沿着车轮前进方向安装在轨道线单侧或两侧的承力轨5和护轨6双轨之间，沿着机车前进方向布置长度为3米或者6米，大于一个或者两个车轮周长。装置包括安装在护轨6、承力轨5或者探伤单元中下部的支架3，以及固定在支架3上的磁钢传感器2，该非接触式车轮位置感应装置安装在轨道线两侧的承力轨5和护轨6之间，磁钢传感器2在平行于轨道方向阵列排布，当机车车轮7通过时，磁钢传感器2并不与轮缘接触。
发明提供的非接触式车轮位置感应装置工作过程和原理如图4所示：当有金属物体从磁钢传感器上经过时，磁钢传感器会输出一个正弦波信号，正弦波信号幅度和周期由车轮的速度决定，当车轮速度较快时，信号的周期短且幅度大；当车轮的速度较慢时，信号的周期长且幅度小。而当物体经过磁钢传感器中心时，此时磁钢传感器输出的信号恰好正弦波信号的中心，所以只要让超声波探头的触发脉冲信号的上升沿或下降沿与正弦波信号中心对齐，就能够实现对超声波探头的精确触发。因此，在本发明提供的非接触式车轮位置感应装置中，当车轮经过磁钢传感器时，磁钢传感器输出一个正弦波信号，根据提前计算的位置，正弦波信号的中心恰好与所对应的同车轮良好接触的超声波探头中心对齐，此时输出一个触发脉冲信号的上升沿或下降沿，从而触发与车轮良好接触的超声波探头，实现精确触发。
将磁钢传感器2在运行轨道的两侧沿垂直于轨道方向上成对安装，运行轨道的轨道线左右两侧的磁钢传感器2在车轮经过时，均可以输出一个正弦波信号，从而对于车轮良好接触的探头4进行精确触发，避免了车轮7左右窜动导致的位置偏差从而影响磁钢传感器2的信号输出。
非接触式车轮位置感应装置中的磁钢传感器2在垂直于轨道方向上的位置可以进行调节，使得左右两侧的车轮7在通过时，车轮分别刚好能够落在磁钢传感器2的感应范围，使得触发效果更好。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种非接触式车轮位置感应装置，所述非接触式车轮位置感应装置用于车轮的在线检测，所述车轮的运行轨道包括承力轨和护轨，所述承力轨、护轨之间固定设置有探伤单元，所述探伤单元上沿运行轨道方向设置有两排以上的探头，其特征在于，所述车轮位置感应装置设置于承力轨和护轨之间，包括：2个以上的支架、垂直安装于支架上的传感器。
2.如权利要求1所述的一种非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述支架固定在护轨上，与护轨垂直。
3.如权利要求1所述的一种非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述支架固定在承力轨上，与承力轨垂直。
4.如权利要求1所述的一种非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述支架固定在探伤单元上，与探伤单元垂直。
5.如权利要求1所述的非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述运行轨道包括两侧轨道，所述车轮位置感应装置设置于任一单侧轨道的承力轨和护轨之间。
6.如权利要求1所述的非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述运行轨道的两侧均设置有车轮位置感应装置，双边轨道的传感器成对安装。
7.如权利要求5或6所述的非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述2个以上支架和传感器组成的感应装置沿运行轨道总长度大于1个或者2个车轮周长，所述车轮的直径为650—1300mm。
8.如权利要求1所述的非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述传感器为磁钢传感器。
9.如权利要求8所述的非接触式车轮位置感应装置，其特征在于，所述单侧轨道上传感器之间的距离沿运行轨道方向相同。
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