CN208233071U - 一种钢轨表面探伤信号采集的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢轨表面探伤信号采集的装置，包含手推式探伤车、第一至第八位置调节板、第一至第四连接杆、第一至第四减震弹簧、以及第一至第四检测小车。第一至第八位置调节板平行设置在手推式探伤车用于探测钢轨的一侧，其上均设有弧形滑槽、滑槽内均设有滑块、且滑块上均设有用于将滑块在滑槽上锁定或松开的锁止结构。第一至第四连接杆分别对应连接第一至第八位置调节板上的滑块。第一至第四检测小车包含壳体、磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列、第一脚轮和第二脚轮。本方法在钢轨的上表面、外侧面、以及上表面和外侧面之间的弧面上加置检测小车，配合完成钢轨整体表面损伤的准确定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种新型钢轨表面探伤信号采集的装置。
背景技术
客运列车的高速化，以及行车密度的提高，使得钢轨产生滚动接触疲劳（RCF），这是高速铁路钢轨的主要损伤。钢轨中的棘轮效应产生塑性累积变形，当累积塑性变形达到钢轨的最大韧性值，会导致裂纹、剥离、掉块、鱼鳞伤等伤损的产生。因此，滚动接触疲劳会促使钢轨发展为轨头裂纹、剥离掉块等伤损，当这些伤损发展到一定期限后，严重时可能导致铁路钢轨横向断裂。因此，需要对钢轨缺陷进行检测，避免其因缺陷而导致钢轨断裂。
当前钢轨损伤检测主要存在的问题为，钢轨主要的损伤部位为顶表面与顶表面和外侧面的弧形过渡面，若只在顶表面上方装有探头，则斜侧面与探头的距离超出测量范围，易形成探测盲区。而大部分钢轨检测装置只能对内部或顶表面进行探测，而无法对钢轨表面损伤进行全面探测。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种钢轨表面探伤信号采集的装置，解决钢轨斜侧面由于超出测量范围而无法检测的问题。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案
一种钢轨表面探伤信号采集的装置，包含手推式探伤车、第一至第八位置调节板、第一至第四连接杆、第一至第四减震弹簧、以及第一至第四检测小车；
所述第一至第八位置调节板平行设置在所述手推式探伤车用于探测钢轨的一侧，第一至第八位置调节板上均设有弧形滑槽、滑槽内均设有滑块、且滑块上均设有用于将滑块在滑槽上锁定或松开的锁止结构；
所述第一连接杆的两端分别和第一位置调节板、第二位置调节板上的滑块对应固定相连，第二连接杆的两端分别和第三位置调节板、第四位置调节板上的滑块对应固定相连，第三连接杆的两端分别和所述第五位置调节板、第六位置调节板上的滑块对应固定相连，第四连接杆的两端分别和所述第七位置调节板、第八位置调节板上的滑块对应固定相连；
所述第一至第四减震弹簧的一端分别和第一至第四连接杆的中点处对应固定相连，另一端分别和所述第一至第四检测小车的顶部固定相连；
所述第一至第四检测小车包含壳体、磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列、第一脚轮和第二脚轮；
所述壳体的上端面通过所述若干弹簧和所述支架的下端面相连，所述若干弹簧处于压缩状态；
所述第一脚轮、第二脚轮均采用宽轮，分别设置在所述壳体的下端面，使得所述壳体能够在待检测的钢轨上滚动；
所述磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列均设置在所述壳体内，其中，所述磁轭呈倒置的U形，所述激励线圈缠绕在其上，所述激励线圈和外部电源相连，所述磁轭用于在激励线圈通电时朝待检测的钢轨发出磁信号；所述霍尔传感器阵列设置在所述磁轭内、和所述钢轨平行，用于收集漏磁信号；
通过调节第一至第八调节板上滑块的位置，能够使得所述第一至第四检测小车的第一脚轮、第二脚轮贴合在钢轨的上表面或外侧面或上表面和外侧面之间的弧面上。
作为本实用新型一种钢轨表面探伤信号采集装置进一步的优化方案，所述第一脚轮、第二脚轮均采用聚氨酯制成的耐热宽轮。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本方法易于实现对钢轨表面具体损伤的全方位定位。根据漏磁原理，检测小车与钢轨的工作距离不超过5mm，实验中发现，原设备只能检测钢轨顶表面损伤，而位于钢轨顶表面和外侧面之间弧面上的裂纹无法检测出来，而弧面上的裂纹与顶表面裂纹同样普遍存在，增加的侧面探头可以弥补这一缺陷，组合使用可保证钢轨主要损伤部位全在检测探伤范围内。四个探头前后放置不会相互影响正常工作。且成本较低，效率较高，易于组装，富有创新性。
附图说明
图1是本实用新型的俯视结构示意图；
图2是本实用新型中检测小车和滑轨相配合的结构示意图；
图3是本实用新型检测小车的外部结构示意图；
图4是本实用新型检测小车中磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列相配合的结构示意图。
其中1-探伤车的车轮，2-探伤车的钢架，3-位置调节轨道，4-连接杆，5-减震弹簧，6-检测小车，7-检测小车的壳体，8-第一脚轮，9-磁轭，10-激励线圈，11-霍尔传感器阵列。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，本实用新型公开了一种钢轨表面探伤信号采集的装置，包含手推式探伤车、第一至第八位置调节板、第一至第四连接杆、第一至第四减震弹簧、以及第一至第四检测小车。
所述第一至第八位置调节板平行设置在所述手推式探伤车用于探测钢轨的一侧。
如图2所示，第一至第八位置调节板上均设有弧形滑槽、滑槽内均设有滑块、且滑块上均设有用于将滑块在滑槽上锁定或松开的锁止结构。
所述第一连接杆的两端分别和第一位置调节板、第二位置调节板上的滑块对应固定相连，第二连接杆的两端分别和第三位置调节板、第四位置调节板上的滑块对应固定相连，第三连接杆的两端分别和所述第五位置调节板、第六位置调节板上的滑块对应固定相连，第四连接杆的两端分别和所述第七位置调节板、第八位置调节板上的滑块对应固定相连。
所述第一至第四减震弹簧的一端分别和第一至第四连接杆的中点处对应固定相连，另一端分别和所述第一至第四检测小车的顶部固定相连。
如图3、图4所示，所述第一至第四检测小车包含壳体、磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列、第一脚轮和第二脚轮；
所述壳体的上端面通过所述若干弹簧和所述支架的下端面相连，所述若干弹簧处于压缩状态；
所述第一脚轮、第二脚轮均采用宽轮，分别设置在所述壳体的下端面，使得所述壳体能够在待检测的钢轨上滚动；
所述磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列均设置在所述壳体内，其中，所述磁轭呈倒置的U形，所述激励线圈缠绕在其上，所述激励线圈和外部电源相连，所述磁轭用于在激励线圈通电时朝待检测的钢轨发出磁信号；所述霍尔传感器阵列设置在所述磁轭内、和所述钢轨平行，用于收集漏磁信号；
通过调节第一至第八调节板上滑块的位置，能够使得所述第一至第四检测小车的第一脚轮、第二脚轮贴合在钢轨的上表面或外侧面或上表面和外侧面之间的弧面上。
所述第一脚轮、第二脚轮优先采用聚氨酯制成的耐热宽轮。
工作时，检测小车通过位置调节轨道，分别装在钢轨轨面适应机构的不同位置，从上到下以固定的角度放置：第一个和第二个小车覆盖钢轨顶面；第三个小车与垂直方向呈45度角测量钢轨弧面；第四个小车测量钢轨侧面。保证对钢轨顶面及外侧覆盖住。钢轨适应机构减震弹簧和稳定轮可以较好地消除振动对提离值的影响。从小车侧面引出电源线地线以及信号线，为霍尔传感器阵列提供5V电压，每个检测小车采集X,Y,Z三个方向各四路的信号。由于霍尔传感器有2.5V的直流分量，且采集到的有用信号非常微弱，需要外加硬件隔直放大电路来处理信号。 经过外部硬件电路处理后，通过采集卡采集到上位机中。再经过MATLAB处理，三维成像，可以较为清楚的观察到缺陷的位置及分布。
本实用新型可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本实用新型的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
Claims (2)
1.一种钢轨表面探伤信号采集的装置，其特征在于，包含手推式探伤车、第一至第八位置调节板、第一至第四连接杆、第一至第四减震弹簧、以及第一至第四检测小车；
所述第一至第八位置调节板平行设置在所述手推式探伤车用于探测钢轨的一侧，第一至第八位置调节板上均设有弧形滑槽、滑槽内均设有滑块、且滑块上均设有用于将滑块在滑槽上锁定或松开的锁止结构；
所述第一连接杆的两端分别和第一位置调节板、第二位置调节板上的滑块对应固定相连，第二连接杆的两端分别和第三位置调节板、第四位置调节板上的滑块对应固定相连，第三连接杆的两端分别和所述第五位置调节板、第六位置调节板上的滑块对应固定相连，第四连接杆的两端分别和所述第七位置调节板、第八位置调节板上的滑块对应固定相连；
所述第一至第四减震弹簧的一端分别和第一至第四连接杆的中点处对应固定相连，另一端分别和所述第一至第四检测小车的顶部固定相连；
所述第一至第四检测小车包含壳体、磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列、第一脚轮和第二脚轮；
所述壳体的上端面通过所述若干弹簧和所述支架的下端面相连，所述若干弹簧处于压缩状态；
所述第一脚轮、第二脚轮均采用宽轮，分别设置在所述壳体的下端面，使得所述壳体能够在待检测的钢轨上滚动；
所述磁轭、激励线圈、霍尔传感器阵列均设置在所述壳体内，其中，所述磁轭呈倒置的U形，所述激励线圈缠绕在其上，所述激励线圈和外部电源相连，所述磁轭用于在激励线圈通电时朝待检测的钢轨发出磁信号；所述霍尔传感器阵列设置在所述磁轭内、和所述钢轨平行，用于收集漏磁信号；
通过调节第一至第八调节板上滑块的位置，能够使得所述第一至第四检测小车的第一脚轮、第二脚轮贴合在钢轨的上表面或外侧面或上表面和外侧面之间的弧面上。
2.根据权利要求1所述的钢轨表面探伤信号采集的装置，其特征在于，所述第一脚轮、第二脚轮采用聚氨酯制成的耐热宽轮。
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Cited By (1)
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| CN108407847A (zh) * | 2018-05-10 | 2018-08-17 | 南京航空航天大学 | 一种钢轨表面探伤信号采集的装置 |
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2018
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