CN113125567B - 一种探轮动态测试的校准标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种探轮动态测试的校准标定方法，采用读取0°直探头的多次回波波形，并且通过探轮在试块上的移动以及调节探轮与试块上表面的相对位置，使0°直探头的多次回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标符合预设的校准标定参数范围；按照理想情况，0°直探头的位置设置在所有探头的正中间并且与中心线处在同一竖直面内，在理想的扫查过程中0°直探头是垂直对准钢轨的中心线，能够检测出所有的水平裂纹，因此，本发明选用0°直探头进行探轮动态测试，并且在测试开始时将探轮轮面中心线与试块上表面中心线对齐，以此作为校准的标准位置，只需观察0°直探头的多次回波波形，即能够实现快速、便捷、准确地标定好探轮。

Description

一种探轮动态测试的校准标定方法

技术领域

本发明涉及超声探伤技术领域，尤其涉及一种探轮动态测试的校准标定方法。

背景技术

探轮作为钢轨探伤车的检测部件，是利用超声波探伤原理，采用不同型号的探头组合，加上特殊的聚氨酯材料做成轮皮，在整个轮子中装满耦合液作为传导介质制作而成的超声波探伤设备，其主要作用是在钢轨上检测出规定的人工伤损，也即是探轮的动态指标测试。钢轨探轮里面有九个安装在同一个支架上的单探头，包括一个0°直探头、两个37°斜探头及六个70°斜探头，37°探头和70°探头都是对称放置，分别覆盖了钢轨的轨底、螺孔、轨头和下颚的位置，用来测试上述位置的伤损。

由于探轮是一种九个通道同时联动的设备，因此支架上一个型号的探头状态的调整，会影响到其他探头的状态。而探轮在安装时，需要先将探轮安装到探轮架上、再将探轮架安装到探伤车上，导致探轮每次的最终安装位置都会有细微的差别，加上每个探轮各有差异，因此探轮在进行钢轨探伤前，都需要对探轮的状态进行校准标定，确保探轮处于最佳的状态。

但是，由于探轮在进行动态指标测试时，探轮的支架已安装在轮皮里面，并且轮皮内已经注满耦合液，采用肉眼是无法判断探轮内各探头的状态，加上探伤作业场地的限制，也无法采用在理想的室内环境中（比如实验室环境）的校准标定方法。因此，需要设计一种适合在室外对探轮进行动态测试的校准标定方法，使得在进行探伤作业前，对探轮实现快速、便捷地校准标定，以便更好、更快地开展探伤作业。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种探轮动态测试的校准标定方法，这种探轮动态测试的校准标定方法能够在室外探伤作业之前实现快速、便捷地标定好探轮，以便更好、更快地开展探伤作业。采用的技术方案如下：

一种探轮动态测试的校准标定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将试块固定安装在试块架上，然后在试块的上表面沿其轴向划定试块的中心线；

步骤2：在探轮的轮面沿其周向划定探轮轮面的中心线，然后将探轮安装在探轮架的固定支架上；

步骤3：将探轮架安装在试块架上，使探轮的轮面与试块的轨面相贴合，探轮架能够沿试块的延伸方向移动；

步骤4：通过探轮架调整探轮的位置，使探轮的中心线与试块的中心线对齐；

步骤5：将探轮的连接器与测试仪器连通，预设探轮的校准标定参数范围，然后读取0°直探头的多次回波波形；

步骤6：前后移动探轮架使探轮在试块上来回移动，根据0°直探头的多次回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标的变化情况，随时通过探轮架调节探轮与试块上表面的相对位置，直至0°直探头的多次回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标符合步骤5中所预设的校准标定参数范围，视为完成探轮动态测试的校准标定。

本说明书所述探轮具有九个单探头，包含一个0°直探头，两个37°斜探头及六个70°斜探头，其中，0°直探头设置在中间，两个37°斜探头对称设置在0°直探头的前后两侧，六个70°斜探头分别设置在0°直探头的左前侧、右前侧、左后侧、右后侧、以及前37°斜探头的前侧和后37°斜探头的后侧。在进行探伤时，0°直探头的声束扫查范围是从轨头到轨底，能够检测所有的水平裂纹；37°斜探头的声束扫查范围是轨头下颚、轨腰、轨底，能够检测轨底以及螺纹横通孔处的伤损；70°斜探头的声束扫查范围是钢轨轨头，其中处于前后两侧的两个70°斜探头超声波声束沿着钢轨入射，主要检测轨头中间区域，左前侧、右前侧、左后侧、右后侧的四个70°斜探头分别检测轨头两侧及下颚。

上述步骤2中，探轮在安装时探轮竖直设置，探轮的两个轮侧面通过轮轴分别安装在探轮架的固定支架上，探轮的轮轴中轴线与固定支架的对称轴重合。

步骤2中在探轮的轮面沿其周向划定探轮的中心线，由于肉眼是无法判断探轮内各探头的状态，按照理想情况，0°直探头的位置设置在探轮所有九个单探头中的正中间，并且0°直探头与探轮中心线处在同一竖直面内，而且在实际进行钢轨探伤时，0°直探头的声束扫查范围是从轨头到轨底，在理想的扫查过程中0°直探头是垂直对准钢轨的中心线，能够检测出所有的水平裂纹，因此，本发明选用0°直探头进行探轮动态测试，并且在测试开始时，将探轮轮面的中心线与试块上表面的中心线对齐，以此作为校准的标准位置，能够更加快速、准确地对探轮进行校准标定。

上述步骤6测试仪器上所显示的相关性能指标包括但不限于0°直探头的回波波形的各项特征，比如波形形状、出波位置、波峰数值、波谷数值等特征。

为了进一步提高探轮的校准标定效果，作为本发明的优选方案，所述步骤5和所述步骤6中，还包括读取两个37°斜探头的回波波形。由于两个37°斜探头对称设置在0°直探头的前后两侧，并且37°斜探头的声束扫查范围是轨头下颚、轨腰、轨底，能够检测轨底以及螺纹横通孔处的伤损，因此，选用两个37°斜探头作为0°直探头的辅助，进一步提高探轮的校准标定效果。

作为本发明进一步的优选方案，所述步骤6中，通过探轮架调节探轮与试块上表面的相对位置，包括调节探轮的左右横移幅度、上下升降幅度、左右倾斜幅度与前后倾斜幅度。通常，探轮是安装在探轮架的固定支架上，可以在探轮架上设置相应的调节机构调节固定支架的位置，从而实现探轮与试块上表面之间相对位置的调节。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明探轮动态测试的校准标定方法采用读取0°直探头的多次回波波形，并且通过探轮在试块上的移动以及调节探轮与试块上表面的相对位置，使0°直探头的多次回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标符合预设的校准标定参数范围；由于肉眼是无法判断探轮内各探头的状态，按照理想情况，0°直探头的位置设置在探轮所有九个单探头中的正中间，并且0°直探头与探轮中心线处在同一竖直面内，而且在实际进行钢轨探伤时，0°直探头的声束扫查范围是从轨头到轨底，在理想的扫查过程中0°直探头是垂直对准钢轨的中心线，能够检测出所有的水平裂纹，因此，本发明选用0°直探头进行探轮动态测试，并且在测试开始时，将探轮轮面的中心线与试块上表面的中心线对齐，以此作为校准的标准位置，只需观察0°直探头的多次回波波形，即能够在室外探伤作业之前实现快速、便捷、准确地标定好探轮，以便更好、更快地开展探伤作业。

附图说明

图1为本发明优选实施方式中所采用的试块架的结构示意图；

图2为本发明优选实施方式中所采用的探轮架的结构示意图；

图3为本发明优选实施方式中探轮架与试块架的装配俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

本实施例提供一种探轮动态测试的校准标定方法，包括以下步骤：

步骤1：将试块1固定安装在试块架上，然后在试块1的上表面沿其轴向划定试块1的中心线；

步骤2：在探轮6的轮面沿其周向划定探轮6轮面的中心线，然后将探轮6安装在探轮架7的固定支架701上；

步骤3：将探轮架7安装在试块架上，使探轮6的轮面与试块1的轨面相贴合，探轮架7能够沿试块1的延伸方向移动；

步骤4：通过探轮架7调整探轮6的位置，使探轮6的中心线与试块1的中心线对齐；

步骤5：将探轮6的连接器与测试仪器连通，预设探轮6的校准标定参数范围，然后读取0°直探头的多次回波波形、以及两个37°斜探头的回波波形；

步骤6：前后移动探轮架7使探轮6在试块1上来回移动，根据0°直探头的多次回波波形以及两个37°斜探头的回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标的变化情况，随时通过探轮架7调节探轮6与试块1上表面的相对位置，直至0°直探头的多次回波波形以及两个37°斜探头的回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标符合步骤5中所预设的校准标定参数范围，视为完成探轮6动态测试的校准标定。

本实施例所采用的试块架如图1所示，包括一个底部设有万向轮201的底座2，试块1固定安装在底座2上，本实施例中所采用的试块1是GTS-60钢轨专用试块1；底座2上还设有导轨3，导轨3的两端通过支撑架4设置在底座2上并且处在试块1的一侧，导轨3的延伸方向与试块1的延伸方向一致；导轨3上设有可沿导轨3滑动的滑块5，滑块5上设有用于锁紧探轮架7的手拧螺丝。

本实施例所采用的探轮架7采用本申请人的在先授权专利CN208588397U（专利名称：一种用于钢轨探伤车的可快速拆装的轮式探头架），参照前述在线专利文件的说明书和附图。如图2和图3所示，在进行安装时，先将探轮6安装在固定支架701上，然后将整个探轮架7通过探轮架7上的快速装夹机构702安装固定在试块架的滑块5上，并且通过自对中轨行架703使探轮6的中心线与试块1的中心线对齐。开始测试后，通过探轮架7上的一个横移电动推杆705推动固定支架701来调节探轮6的左右幅度，同时通过探轮架7上的三个电动推杆704推动固定支架701来调节探轮6的上下升降幅度、左右倾斜幅度与前后倾斜幅度，其中，一个电动推杆704处在探轮6的前方，两个电动推杆704处在探轮6后方的左右两侧，通过前述一个横移电动推杆705和三个电动推杆704的共同配合来调节探轮6与试块1上表面的相对位置，直至0°直探头和两个37°斜探头的多次回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标符合步骤5中所预设的校准标定参数范围，

另外，前述探轮架7的具体结构、探轮架7上快速装夹机构702和自对中轨行架703的具体结构、以及探轮架7上的一个横移电动推杆705和三个电动推杆704的布置方式，均参见本申请人的在先授权专利CN208588397U的说明书及附图，在此不再讲详述。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种探轮动态测试的校准标定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：将试块固定安装在试块架上，然后在试块的上表面沿其轴向划定试块的中心线；

步骤2：在探轮的轮面沿其周向划定探轮轮面的中心线，然后将探轮安装在探轮架的固定支架上；

步骤3：将探轮架安装在试块架上，使探轮的轮面与试块的轨面相贴合，探轮架能够沿试块的延伸方向移动；

步骤4：通过探轮架调整探轮的位置，使探轮的中心线与试块的中心线对齐；

步骤5：将探轮的连接器与测试仪器连通，预设探轮的校准标定参数范围，然后读取0°直探头的多次回波波形；

步骤6：前后移动探轮架使探轮在试块上来回移动，根据0°直探头的多次回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标的变化情况，随时通过探轮架调节探轮与试块上表面的相对位置，直至0°直探头的多次回波波形以及测试仪器上所显示的相关性能指标符合步骤5中所预设的校准标定参数范围，视为完成探轮动态测试的校准标定；

其中，步骤1中的试块架包括一个底部设有万向轮的底座，试块固定安装在底座上，底座上还设有导轨，导轨的两端通过支撑架设置在底座上并且处在试块的一侧，导轨的延伸方向与试块的延伸方向一致；导轨上设有可沿导轨滑动的滑块，在步骤3中，探轮架锁紧在滑块上。

2.根据权利要求1所述的探轮动态测试的校准标定方法，其特征在于：所述步骤5和所述步骤6中，还包括读取两个37°斜探头的回波波形。

3.根据权利要求1或2所述的探轮动态测试的校准标定方法，其特征在于：所述步骤6中，通过探轮架调节探轮与试块上表面的相对位置，包括调节探轮的左右横移幅度、上下升降幅度、左右倾斜幅度与前后倾斜幅度。