CN205826518U

CN205826518U - 一种列车车载式车轮探伤仪

Info

Publication number: CN205826518U
Application number: CN201620576799.3U
Authority: CN
Inventors: 肖乾; 杨逸航; 郑继峰; 昌超; 方姣
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2016-06-14
Filing date: 2016-06-14
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2026-06-14

Abstract

本实用新型涉及一种检测在役行驶中车轮缺陷的仪器。尤其是涉及一种列车车载式车轮探伤仪。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：为了克服现有的列车轮对探伤仪效率低下，无法及时了解在役行驶中车轮损伤状况。本实用新型主要是运用激光超声无损探伤方法，依据的原理是振动传感器检测到列车在运行过程中振动过于剧烈，发射出无线信号，激光超声收发装置接收到无线信号，并把信号转换成电信号传递给激光器，激光器向列车车轮表面发射激光，列车车轮表面基于热弹效应产生超声波，超声波对车轮进行探伤，超声波探头接收回波信号，并传递给单片机对信号进行处理，数传电台将信号无线发送到机车操纵室内，得到列车车轮内外部损伤情况。

Description

一种列车车载式车轮探伤仪

技术领域

本实用新型涉及一种检测在役行驶中车轮缺陷的仪器。尤其是涉及一种列车车载式车轮探伤仪。

背景技术

尽管全世界公路和航空运输业发展迅速，但铁路运输由于其特有的优越性而不会被取代。车轮是列车的重要部件,是影响列车安全运行的主要因素之一，尤其随着我国铁路重载、提速战略的实施,车轮的工作条件更加恶劣,车轮故障率呈明显的上升趋势,己经成为影响列车安全运行的主要因素之一。车轮缺陷将会使车辆产生附加振动、冲击、噪声，严重影响车辆的平稳性，对列车行驶安全造成威胁，铁路运用部门普遍采用的人工超声波探伤方式对列车车轮进行检测，但需要先把列车车轮进行拆卸，再进行探伤，这种检测方式具有效率低下，可靠性差，占用周转时间长，等无法克服的缺点，而且无法及时了解在役行驶中车轮损伤状况，必然存在缺陷车辆仍在继续使用的情况。本实用新型发明了一种列车车载式车轮探伤仪，能够实时方便快捷检测出车轮内外部缺陷，这种仪器着重解决以下几个问题：

（1）方便轻巧、便于携带，可实现实时实地检测；

（2）工作原理简单、可靠性高，可精确检测车轮损伤情况；

（3）操作智能化、节能环保、安装便捷、易于装拆，可对在役行驶中车轮进行自动化检测。

发明内容

为了克服现有的技术不足，本实用新型提供了一种列车车载式车轮探伤仪，该探伤仪能实时检测在役行驶中车轮损伤状况。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：为了克服现有的列车车轮对探伤仪效率低下，可靠性差，占用周转时间长等无法克服的缺点，而且无法及时了解在役行驶中车轮损伤状况。本实用新型主要是运用激光超声无损探伤方法，依据的原理是当安装在转向架侧架[13]底部的振动传感器[2]检测到列车在运行过程中振动过于剧烈，发射出无线信号，激光超声收发装置[1]中无线信号接收器[8]接收到无线信号，并把信号转换成电信号传递给激光器[7]，激光器[7]向列车车轮[14]表面发射激光，列车车轮[14]表面基于热弹效应产生超声波，超声波发射到车轮表面，同时渗透到车轮内部，经过车轮缺陷时反射超声波回波信号，激光超声收发装置[1]中超声波探头[10]接收回波信号，并把信号转换成电信号传递给单片机[9]，单片机[9]对信号采集处理，把信号通过数传电台[11]无线发送到机车操纵室内，机车操纵室内计算机对检测数据进行实时快速处理，得到列车车轮损伤情况。

该列车车载式车轮探伤仪主要由三部分构成：振动传感装置、紧固装置、激光超声收发装置，其中振动传感装置主要由振动传感器构成；紧固装置主要由夹具、销钉、支撑座、螺钉构成；激光超声收发装置主要由激光器、无线信号接收器、单片机、超声波探头、数传电台构成。

现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）可以现场实时实地高效地探测出车轮表面及内在的缺陷，并可对正常行驶中的高速车轮进行检测，改进了传统的停顿作业方式，提高了车轮检测效率，减少了不必要的成本，并且对疑似缺陷车轮进行高效反复检测。

（2）当列车稳定运行时，探伤仪处于省电模式；当列车运行振动剧烈时，探伤仪对车轮内外缺陷进行检测，并把数据实时传输到机车操纵室，实时显示在役行驶中车轮缺陷。

（3）使用非接触式超声波探头，探头不与被测物体接触，避免探头磨损。

（4）装置轻巧、工作原理简单、检测精度高、易于携带及安装、维修费用低，很好的节省人力物力。

附图说明

图1为列车车载式车轮探伤仪外观示意图。

图2为列车车载式车轮探伤仪激光超声收发装置内部零件示意图。

图3为列车车载式车轮探伤仪工作示意图。

附图标记：激光超声收发装置[1]、振动传感器[2]、夹具[3]、销钉[4]、螺钉[5]、支架[6]、激光器[7]、无线信号接收器[8]、单片机[9]、超声波探头[10]、数传电台[11]、激光超声收发装置底壳[12]、转向架侧架[13]、车轮[14]。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

如附图1、附图2、附图3所示，本实用新型的组成包括振动传感装置、紧固装置和激光超声收发装置。

实施例1、一种列车车载式车轮探伤仪，其中：振动传感装置主要由振动传感器[2]构成构成，振动传感器[2]安装固定在列车转向架侧架[13]底端，检测列车运行质量，当列车运行振动剧烈时，表明列车轮轨接触质量较差，车轮[14]可能存在缺陷，振动传感器[2]将无线信号传递给激光超声收发装置[1]，激光超声收发装置[1]对车轮缺陷进行检测。

实施例2、一种列车车载式车轮探伤仪，其中：紧固装置主要由夹具[3]、销钉[4]、螺钉[5]、支架[6]构成；支架[6]通过螺钉[5]固定在转向架侧架[13]底端，夹具[3]通过销钉[4]与支架[6]连接形成转动副，可任意调节夹具[3]与支架[6]的角度，激光超声收发装置[1]固定在夹具[3]上，并调整好激光超声收发装置[1]位置，确保车轮[14]踏面能接收到激光超声收发装置[1]发射出的激光。

实施例3、一种列车车载式车轮探伤仪，其中：激光超声收发装置主要由激光器[7]、无线信号接收器[8]、单片机[9]、超声波探头[10]、数传电台[11]构成。无线信号接收器[8]接收到振动传感器[2]发射出的无线信号，并把信号转换成电信号传递给激光器[7]，激光器[7]向列车车轮[14]踏面发射激光，列车车轮[14]表面基于热弹效应产生超声波，超声波检测车轮表面情况，同时渗透到车轮内部，经过缺陷时反射超声波回波信号，激光超声收发装置中非接触式超声波探头[10]接收回波信号，并把信号转换成电信号传递给单片机[9]，单片机[9]对信号采集处理，把信号通过数传电台[11]无线发送到机车操纵室内，机车操纵室内计算机对检测数据进行实时快速处理，得到列车车轮内外部损伤情况。

本实用新型的工作方法如下：

在列车出库前，将列车车载式车轮探伤仪安装固定在列车转向架侧架[13]底端，操作人员检测振动传感装置、激光超声收发装置是否能正常工作，调节好激光超声收发装置位置，确保车轮[14]能接收到激光超声收发装置[1]发射出的激光。安装在转向架侧架[13]底部的振动传感器[2]检测到列车高速运行过程中运行质量，当列车运行品质较差时，表明车轮[14]可能存在缺陷，振动传感器[2]将无线信号传递给激光超声收发装置[1]，激光超声收发装置中激光器[7]向列车车轮[14]踏面发射激光，列车车轮[14]表面基于热弹效应产生超声波，超声波检测车轮表面情况，同时渗透到车轮内部，经过车轮缺陷时反射超声波回波信号，激光超声收发装置中非接触式超声波探头[10]接收回波信号，并把信号转换成电信号传递给单片机[9]，单片机[9]对信号采集处理，把信号通过数传电台[11]无线发送到机车操纵室内，机车操纵室内计算机对检测数据进行实时快速处理，得到列车车轮内外部缺陷状况。

本列车车载式车轮探伤仪可在交流220V电压下正常工作，便于安装在任何转向架侧架底部，仪器重量轻，体积小，工作原理简单，检测过程快速精确，工作安全可靠，可对高速行驶的列车车轮内外部缺陷进行检测。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型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，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种列车车载式车轮探伤仪主要由三部分构成：振动传感装置、紧固装置、激光超声收发装置，其中振动传感装置由振动传感器[2]构成；紧固装置由夹具[3]、销钉[4]、螺钉[5] 、支架[6]构成；激光超声收发装置由激光器[7]、无线信号接收器[8]、单片机[9]、超声波探头[10]、数传电台[11]构成；振动传感器[2]安装固定在列车转向架侧架[13]底端，检测列车运行质量，当列车运行振动剧烈时，表明列车轮轨接触质量较差，车轮[14]可能存在缺陷，振动传感器[2]将无线信号传递给激光超声收发装置[1]，激光超声收发装置[1]对车轮[14]内外部缺陷进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种列车车载式车轮探伤仪，其特征在于：支架[6]通过螺钉[5]固定在转向架侧架[13]底端，夹具[3]通过销钉[4]与支架[6]连接形成转动副，可任意调节夹具[3]与支架[6]的角度，激光超声收发装置[1]固定在夹具[3]上，并调整好激光超声收发装置[1]位置，确保车轮[14]踏面能接收到激光超声收发装置[1]发射出的激光。

3.根据权利要求1所述的一种列车车载式车轮探伤仪，其特征在于：无线信号接收器[8]接收到振动传感器[2]发射出的无线信号，并把信号转换成电信号传递给激光器[7]，激光器[7]向列车车轮[14]踏面发射激光，列车车轮[14]表面基于热弹效应产生超声波，超声波检测车轮表面情况，同时渗透到车轮内部，经过缺陷时反射超声波回波信号，激光超声收发装置[1]中非接触式超声波探头[10]接收回波信号，并把信号转换成电信号传递给单片机[9]，单片机[9]对信号采集处理，把信号通过数传电台[11]无线发送到机车操纵室内，机车操纵室内计算机对检测数据进行实时快速处理，得到列车车轮内外部损伤情况。