CN205808995U - 可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置 - Google Patents

Abstract

可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置，属铁路轨道及轨道交通安全评估技术领域。针对现有轨道在役钢轨检修模式效率低、防患不足的情况下，提出了一种不受工况、环境、温度等影响的磁记忆检测装置，本检测装置包括可开合式运动机构和扫查传感机构、处理机构单元和结果推送单元。采用磁记忆三维立体扫描传感技术和柔性耦合技术对在役钢轨状态信息进行全面采集、拟合、转化等处理后，经结果推送单元先进行小波信号提取再进行边缘模糊处理，最后呈现在役钢轨的拉压应力、应力集中指数以及疲劳缺陷状况。本实用新型对在役钢轨的安全评估更加准确，提高了传统的检修效率，对轨道交通的发展，具有十分重要的意义；且结构简单、易于使用。

Description

可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置

技术领域

本实用新型涉及铁路轨道、轨道交通行业的防患检修、安全评估技术领域，尤其涉及可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置。

背景技术

目前，随着我国现代高速铁路无缝钢轨大面积的使用，即：跨区域广泛分布和跨时域（春夏秋冬）开展应用。这种大区域、大时域的应用特点，造就了高速承载的无缝钢轨不但受热胀冷缩变化严重，导致其极大内应力的出现，而且还要承受高速但非匀速交变加载力的冲击作用；在役无缝钢轨长期运行在这种环境下就会逐渐产生内应力集中且成倍增长，进而发展成为宏观变形造成涨轨、断裂等危险隐患，该情况将会危及行车安全，造成重大事故。

因此，采取何种有效的手段对无缝钢轨的拉压内应力、应力集中程度以及由此而引起的疲劳缺陷进行动态、连续、准确的监测，是铁路部门长期悬而未决的难题。

发明内容

本实用新型目的是为了能有效解决上述铁路部门对在役无缝钢轨的运行动态、连续、准确的监测难题，提出了一种可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置。这种可判断在役钢轨的拉、压应力、应力集中程度及其疲劳缺陷的检测装置采用金属磁记忆检测原理特性，并结合可开合式运动、磁记忆三维立体扫描传感技术，使得检测结果信号更加完美、准确，且不受在役钢轨扣件等因素影响、结构简单、易于使用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供的可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置包括：

可开合式运动机构和扫查传感机构负责对在役无缝钢轨状态信息进行全面采集、转换编码，并送至处理机构单元进行解码、修正、梳状滤波等处理，再经过结果推送单元：包含小波信息提取、大数据分析、模糊处理等之后给出在役钢轨的拉应力、压应力、应力集中程度及其疲劳缺陷的全面数字信息及图谱报表。

所示本装置具体还包括：

由可开合式龙门架、8组运动六小轮履带、横向摆动槽、8组弹簧滑雪及纵向运动槽组成的可开合式运动机构负责整体机械动作和柔性耦合；和由横向驱动、横向磁记忆三维立体扫描组、防撞保护滑块、纵向磁记忆三维立体扫描组以及纵向驱动组成的扫查传感机构负责对在役无缝钢轨的全面信息进行采集和传送；所描述的处理机构单元由信号调理模块、指令预设模块、OSⅡCPU系统、反馈应急处理模块、报警和打标模块组成；最后结果推送单元由小波信号提取、边缘模糊处理、大数据分析和预警门限设置、以及结果显示和报表生成打印部分组成；所述扫查传感机构的输入端和输出端与可开合式运动机构的输入端和输出端为双向连接；处理机构单元与可开合式运动机构也是双向连接；处理机构单元输出端与结果推送单元输入端相连。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型属铁路轨道及轨道交通行业的安全评估技术领域的新思路、新方法；检测装置是采用磁记忆三维立体扫描和柔性耦合技术，可以做到全面信息提取的同时，且不受工况、环境、温度等影响，安全可靠，使得对在役钢轨的拉、压应力、应力集中程度及其疲劳缺陷的判断更加准确，提高了检修效率，改变了传统的经验模式，对轨道交通的发展，具有十分重要的意义。

本实用新型的主要特点：

1、运用磁记忆三维立体扫描和柔性耦合技术，基础信号丰富、检测精度高；

2、本检测装置不受工况、环境、温度等影响，改变了传统的检修模式；

3、结构简单，便于使用和维护。

附图说明

图1是本实用新型可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置的原理结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、及技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图1对本实用新型具体实施方式做进一步详细描述：

本实例提供了可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置。

参见图1，该检测装置是通过磁记忆三维立体扫描技术和PID闭环控制技术来拾取在役钢轨信息和控制运动机构的，并结合辅助的保护和驱动、信号处理与结果推送等来达到判断在役钢轨的拉、压应力、应力集中程度及其疲劳缺陷的目的。主要包括以下机构：扫查传感机构、可开合式运动机构、处理机构单元和结果推送单元。所述扫查传感机构01包括：由横向驱动02和横向磁记忆三维立体扫描组03，防撞保护滑块05，纵向磁记忆三维立体扫描组04和纵向驱动06；所述可开合式运动机构07包括：8组运动六小轮履带08，可开合式龙门架09，横向摆动槽10，纵向运动槽11和8组弹簧滑雪12；所述处理机构单元13和结果推送单元19包括：信号调理模块14，指令预设模块15，OSⅡCPU系统16，反馈应急处理模块17，报警和打标模块18，小波信号提取21，边缘模糊处理22，大数据分析和预警门限设置20，以及结果显示和报表生成打印23。

所述检测装置运行过程还包括PID闭环控制技术：当检测装置运行时，首先由OSⅡCPU系统16根据防撞保护滑块05的反馈信号，来控制可开合式龙门架09的张合角度，确定8组运动六小轮履带08的速度和8组弹簧滑雪12的柔性力度，以及横向摆动槽10、纵向运动槽11的浮动位置，当达到预设参数时，OSⅡCPU系统16启动指令预设模块15，并由指令预设模块15直接软启动横向驱动02和横向磁记忆三维立体扫描组03，且其运行方向受横向摆动槽10约束，速度可调节为2～3倍的8组运动六小轮履带08的速度，当横向驱动02驱动横向磁记忆三维立体扫描组03运行至3/4周期时而且反馈应急处理模块17保持未被启动状态，这时纵向驱动06从指令预设模块15处得到解锁指令后，软启动纵向磁记忆三维立体扫描组04；所述可开合式龙门架09为承载基础框架，8组弹簧滑雪12除了负责柔性抓壁连接外，还起到对固有障碍物（如扣件等）滑动躲辟、柔性着陆抓壁和稳定运行中的可开合式龙门架09的作用。所述检测装置中的处理机构单元13和结果推送单元19：将上述两组扫描信号传送至信号调理模块14负责采集并前置带通滤波、调理放大以及多路模/数转换后，一路送至报警和打标模块18进行预处理，超过门限的硬件报警和对钢轨的严重应力集中区域和疲劳缺陷处进行打标、标识；另一路同时送至OSⅡCPU系统16进行小波信号提取21、边缘模糊处理22、大数据分析和预警门限设置20、以及结果显示和报表生成打印23，最后给出在役钢轨的拉、压应力数值，应力集中指数以及疲劳缺陷状况。

上述实施实例只是为说明本实用新型的技术构思、特点和使用效果，其目的在于让熟悉该技术的工程人员能够了解本实用新型的内容并予实施。凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的改进和同等变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (4)

1.可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置，其包括：扫查传感机构、可开合式运动机构、处理机构单元和结果推送单元；其特征在于，所述扫查传感机构的输入端和输出端与可开合式运动机构的输入端和输出端为双向连接；处理机构单元与可开合式运动机构也是双向连接；处理机构单元输出端与结果推送单元输入端相连；所述扫查传感机构和可开合式运动机构包括：横向驱动、横向磁记忆三维立体扫描组、防撞保护滑块、纵向磁记忆三维立体扫描组、纵向驱动、8组运动六小轮履带、可开合式龙门架、横向摆动槽、纵向运动槽、8组弹簧滑雪；所述处理机构单元包括：信号调理模块、指令预设模块、OSⅡCPU系统、反馈应急处理模块、报警和打标模块；所述结果推送单元包括：小波信号提取、边缘模糊处理、大数据分析和预警门限设置、以及结果显示和报表生成打印。

2.根据权利要求1所述的可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置，其特征在于，防撞保护滑块输出端与OSⅡCPU系统输入端相连接，OSⅡCPU系统输出端分别与可开合式龙门架、8组运动六小轮履带和8组弹簧滑雪的输入端相连接，横向摆动槽、纵向运动槽的浮动位置也受OSⅡCPU系统控制相连接；信号调理模块输出端直接连接OSⅡCPU系统输入端，而OSⅡCPU系统的输出端又连接启动指令预设模块的输入端。

3.根据权利要求1所述的可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置，其特征在于，指令预设模块输出端分别与横向驱动和纵向驱动的输入端相连，横向驱动和纵向驱动分别驱动横、纵向磁记忆三维立体扫描组；横向磁记忆三维立体扫描组和纵向磁记忆三维立体扫描组的输出端均与信号调理模块的输入端相连接；报警和打标模块受OSⅡCPU系统控制；反馈应急处理模块与OSⅡCPU系统双向连接。

4.根据权利要求1所述的可判断钢轨拉压应力、应力集中及缺陷的磁记忆检测装置，其特征在于，8组弹簧滑雪除了负责柔性抓壁连接外，还起到对固有障碍物滑动躲辟、柔性着陆抓壁和稳定运行中的可开合式龙门架的作用。