CN104458756B - 一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：当探伤车在钢轨上以一定速度运动时，装有探头的皮带以给定的速度朝向探伤车运行速度相反方向运动，利用这种相对速度可以获得较高的探测速度、效率。探头具有光热调制和无线传输功能，当探头运动到钢轨上方时会发射出激光，激光射到钢轨里，会产生热量，这种热量会使钢轨里面的损伤（如细微裂纹）闭合，从而使激发出的表面波信号产生很明显的峰值变化，这种变化会无线传输给车上的控制系统，进而能确定钢轨损伤的位置和形状。
Description
技术领域
本发明涉及一种探测在役钢轨损伤的新方法。
背景技术
钢轨探伤车（以下简称探伤车）在国外发达国家早已替代人工探伤设备，成为检测在役钢轨伤损的主要手段。由于超声波对检测钢轨疲劳裂纹和其他内部缺陷检测具有灵敏度高、检测速度快、定位准确等优点，国内外探伤车对内部裂纹检测都采用了超声波探伤技术，受限于检测模式和超声技术，检测速度一般为10~70 km/h。北美地区绝大多数探伤车采用停顿式作业方式，即探伤车发现可疑伤损后，需停车由探伤车操作员进行现场复核，确认后做标记并通知铁路维修部门，其平均检测速度多在40 km/h以下。
发明内容
为了克服上述探伤车的不足, 本发明提供一种新的探伤方法，该方法能现场高效率连续探测出钢轨的损伤。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：为了克服现有的传统探测装备不能现场高效连续探测出钢轨损伤的不足，本发明依据的原理是当探伤车在钢轨上以一定速度运动时，装有探头的皮带以给定的速度向与探伤车运行速度相反方向运动，利用这种相对速度可以获得较高的探测速度、效率。探头具有光热调制和无线传输功能，当探头运动到钢轨上方时会发射出激光，激光射到钢轨里，会产生热量，这种热量会使钢轨里面的损伤（如细微裂纹）闭合，从而使激发出的表面波信号产生很明显的峰值变化，这种变化会无线传输给车上的控制系统，进而能确定钢轨损伤的位置和形状。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）可以现场高效连续探测出钢轨内部和表面损伤，改进了传统的停顿作业方式。
（2）本发明与现有技术的最大不同之处在于与传统钢轨探伤车相比，探伤速度和探伤效率得到大幅度提高，传统探伤车探伤速度一般是40km/h，本发明探测速度至少可以达到100km/h。
（3）电路设计中元件选择追求性能和价格的友好协调，使得测试系统具有很高性价比并且工作稳定可靠。既保证了系统具有很高的探伤精度又可以减少成本。
（4）当探伤车在轨道上测试时，可以把数据实时传输到上位机上，通过上位机的数据处理软件，实时显示钢轨损伤分布。
附图说明
图1为本发明的整体外观示意图。
图2为本发明的整体内部示意图。
图3为本发明的探伤装置示意图。
附图标记：天线1、探伤车外壳2、前轮3、驱动轮4、电源5、探头6、皮带7、控制系统8、皮带轮9、液压泵10、前制动盘11、电机Ι12、底板13、电机ΙΙ14、齿轮箱15、后减振器16、重力传感器17。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如附图1、附图2所示，本发明的组成包括外壳、前后轮、车架、电机、齿轮箱、探头、电源、液压泵。
实施例1、一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，由前后轮、车架、电机、变速箱、传感器、制动盘、探头、液压泵、电源组成；其中：两个驱动轮4、齿轮箱15安装在后轴上，其中齿轮箱中，顶部端盖通过顶部螺栓连接到上端盖，变速箱里有两对齿轮，两级变速，电机ΙΙ14通过车架上的电机吊座悬挂横梁上，电源5通过螺栓固定在车架底板上，后减振器16通过下端部与后轴相连，上端部连接车架。
实施例2、一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，其中：重力传感器17安装在探伤车外壳2上，用来检查探伤车运行是否平稳，前轮3、前制动盘11、前减振器通过前轴组成导向和制动系统。
实施例3、一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，其中：探伤装备是由皮带轮9、皮带7和固定在皮带7上若干个探头6组成，皮带轮9以与驱动轮4相反速度平稳转动，转动的皮带轮9带动皮带7平稳运动，皮带7上的探伤探头6就会以一定速度向钢轨发射激光，探测里面的损伤。
实施例4、一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，其中：控制盒由单片机、A/D转换芯片、显示屏、键盘、继电器、盒体组成，传感器通过信号线与控制盒中A/D转换芯片上端口相连，A/D转换芯片与单片机相连，单片机输出口连接有继电器，继电器接口通过线路与液压泵站中电磁换向阀的电磁铁接口相连，整体组成一个完整的闭环回路。
本发明的工作方法如下：
在对钢轨的损伤检测前，将探伤车安全平稳放到钢轨上，操作人员检查测量车电路，油路是否正常。开始测试之前设定一个初始测试速度或是测试时间，车子达到指定速度或时间后便开始测试，车子启动之后，通过重力传感器时刻监测车子运行状态并且通过单片机或是上位机的直接控制来改变测量车的行驶速度，可以在LCD上实时显示车速、测试时间、损伤位置分布等，同时可以把测量的数据通过通信接口上传到上位机。通过皮带相对于探伤车的相对速度，可以大大提高探伤车探测速度、距离和效率。
采用本智能探伤方法的皮带式钢轨智能探伤装备，具有可靠的机械防护及电气保护装置，整机重量轻，体积小，探伤过程快速便利，工作安全可靠。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改造，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，该探伤方法由探伤车实现，该探伤车由三部分构成，驱动制动装置、探伤装置、控制装置，由前后轮、车架、电机、齿轮箱、传感器、制动盘、液压泵、电源组成；其特征在于：两个驱动轮（4）、齿轮箱（15）安装在后轴上，其中齿轮箱中，顶部端盖通过顶部螺栓连接到上端盖，变速箱里有两对齿轮，两级变速，电机ΙΙ（14）通过车架上的电机吊座悬挂横梁上，电源（5）通过螺栓固定在车架底板上，后减振器（16）通过下端部与后轴相连，上端部连接车架；所述探伤车探测速度可调，且探测高效，在钢轨上以一定速度运动时，装有探头（6）的皮带（7）以给定的速度向与探伤车运行速度相反方向运动，利用这种相对速度可以获得较高的探测速度、效率，探头（6）具有光热调制和无线传输功能，当探头（6）运动到钢轨上方时会发射出激光，激光射到钢轨里，会产生热量，这种热量会使钢轨里面的损伤闭合，从而使激发出的表面波信号产生很明显的峰值变化，这种变化会无线传输给车上的控制系统，进而能确定钢轨损伤的位置和形状。
2.根据权利要求1所述的一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，其特征在于：重力传感器（17）安装在探伤车外壳（2）上，用来检查探伤车运行是否平稳，前轮（3）、前制动盘（11）、前减振器通过前轴组成导向和制动系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，其特征在于：探伤装备是由皮带轮（9）、皮带（7）和固定在皮带（7）上若干个探头（6）组成，皮带轮（9）以与驱动轮（4）相反速度平稳转动，转动的皮带轮（9）带动皮带（7）平稳运动，皮带（7）上的探伤探头（6）就会以一定速度向钢轨发射激光，探测里面的损伤。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于机电光液一体化的皮带式钢轨智能探伤方法，其特征在于：控制盒由单片机、A/D转换芯片、显示屏、键盘、继电器、盒体组成，传感器通过信号线与控制盒中A/D转换芯片上端口相连，A/D转换芯片与单片机相连，单片机输出口连接有继电器，继电器接口通过线路与液压泵站中电磁换向阀的电磁铁接口相连，整体组成一个完整的闭环回路。
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