CN210427448U - 一种钢轨涡流检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢轨涡流检测系统，包括检测小车(1)、三维移动平台(2)以及检测装置(3)，所述三维移动平台(2)包括驱动机箱(201)、螺杆(202)、纵向移动导轨(203)及横向移动导轨(205)，所述纵向移动导轨(203)和横向移动导轨(205)垂直设于所述检测小车(1)上，驱动机箱(201)设于该纵向移动导轨(203)和横向移动导轨(205)顶部，螺杆(202)穿过该驱动机箱(201)伸入轨道侧面。本实用新型的检测系统，可全方位移动涡流检测探头对钢轨轨面进行检测，实时采集到缺陷信号，通过车载工作台对信号进行实时处理，实现对在役钢轨缺陷的实时检测，解决了钢轨探伤车设备费用高昂和配置数量不足等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于高铁冷链物流技术领域，更具体地，涉及一种钢轨涡流检测系统。
背景技术
随着我国高速铁路的大量建设和运营，我国铁路运营总里程突破13万公里，铁路运输生产对线路养修作业方式提出了新的要求。原有的利用列车运行间隔时分进行线路检查的作业方式，已现有的天窗作业方式所替代。而作业速度仅为2km/h的手推式探伤仪在3-4h天窗时间内检测效率低下，需要大量的人力进行分段同时检测。因此近些年从国外大量引进了大型钢轨探伤车，成为了既有铁路钢轨探伤的主，但高昂的设备费用及配置数量不足是目前工务系统面对的新问题。
常用的无损检测方法包括涡流检测、渗透检测、磁粉检测、超声波检测等。涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法，适用于导电材料。当导体置于交变磁场之中，导体中就会有感应电流产生，这种电流称为涡流。由于导体自身各种因素(如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等)的变化，会导致感应电流的变化，利用这种现象来判知导体性质、状态及有无缺陷的检测方法。铁路在役钢轨轨底空间狭窄，一般在50mm左右，且轨底面一般粗糙不平。由于钢轨外型的原因，超声探伤小车和大车均无法检测到轨底两翼部分。由于轨底检测面朝下，从而导致磁粉检测和渗透检测方法也无法实施。
专利文献CN109060951A公开了一种钢轨轨底专用涡流检测设备，包括控制单元、第一线圈、第二线圈、手柄以及弹性连接件，第一线圈与控制单元连接，第二线圈与控制单元连接，并通过弹性连接件与第一线圈连接，手柄与弹性连接件连接，通过手柄控制检测设备的移动。该设备可以适用于钢轨轨底狭窄、粗糙的检测环境，并且具有检测精度高的优点。但其为手推式探伤仪，检测效率低下，难以适应高铁轨道检测需求。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种钢轨涡流检测系统，在移动检测小车的两侧安装有模块化涡流检测装置，通过三维移动平台，可全方位移动涡流检测探头对钢轨轨面进行检测，能实时采集到钢轨轨面的缺陷信号，通过移动检测小车车载工作台对信号进行实时处理，可实现对在役钢轨缺陷的实时检测，解决了大型钢轨探伤车设备费用高昂和配置数量不足的困境。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种钢轨涡流检测系统，包括检测小车、设于该检测小车上的三维移动平台以及设于该三维移动平台两侧的检测装置；其中，
所述检测小车横跨于轨道上，并可沿轨道运动，带动检测装置实现对轨道的检测；
所述三维移动平台包括驱动机箱、螺杆、纵向移动导轨及横向移动导轨，所述纵向移动导轨和横向移动导轨垂直设于所述检测小车上，驱动机箱设于该纵向移动导轨和横向移动导轨顶部，螺杆穿过该驱动机箱伸入轨道侧面，并带动所述检测装置沿轨道方向和/或垂直于轨道方向移动，实现对钢轨轨面的全覆盖检测。
进一步地，所述纵向移动导轨其中一端部设有纵向移动电机，该纵向移动电机的输出轴通过传动轴与驱动机箱连接。
进一步地，所述横向移动导轨其中一端部设有横向移动电机，该横向移动电机的输出轴通过传动轴与驱动机箱连接。
进一步地，所述检测小车包括车体和车载工作平台，所述车体为钢材框架结构，车载工作平台设于该框架结构上。
进一步地，所述检测小车包括滚轮，该滚轮设于所述框架结构的四角处，且沿轨道方向为凹槽结构，该凹槽形状及尺寸恰好与轨道的轨面形状及尺寸相匹配。
进一步地，所述检测小车包括车载电源，该车载电源设于检测小车的前端，且该车载电源设前端一侧设有照明灯。
进一步地，所述检测小车包括防撞护角，该防撞护角为橡胶材料制备而成，分别设有所述车体的收尾两端。
进一步地，所述检测装置包括壳体，该壳体为柱状结构，由内而外依次设有磁芯、检测线圈及激励线圈，其中，所述磁芯为锰锌铁氧体材料制造而成。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1.本实用新型的检测系统，在移动检测小车的两侧安装有模块化涡流检测装置，通过三维移动平台，可全方位移动涡流检测探头对钢轨轨面进行检测，能实时采集到钢轨轨面的缺陷信号，通过移动检测小车车载工作台对信号进行实时处理，可实现对在役钢轨缺陷的实时检测，解决了大型钢轨探伤车设备费用高昂和配置数量不足的困境。
2.本实用新型的检测系统，通过工作人员驾驶钢轨检测小车，控制安装于检测小车两侧的涡流检测装置对钢轨进行缺陷信号采集，再通过车载工作台对信号进行在线处理，实现钢轨缺陷的实时监测，从而采取维护措施，保证了高铁的运行安全。
3.本实用新型的检测系统，钢轨涡流检测系统及方法成本低，易操作，可对钢轨轨面进行细检，检测效率高。
4.本实用新型的检测系统，涡流检测装置采用模块化设计，装置更换简单。
5.本实用新型的检测系统，检测小车的运动及涡流检测装置的运动均由车载工作台控制，同时涡流检测装置采集的信号均上传至车载工作台，通过车载工作站对信号进行在线处理，可实时监测到钢轨的缺陷所在。
6.本实用新型的检测方法，检测小车缓慢前行进行检测，实现对钢轨纵向检测作业，同时三维移动平台控制检测装置做横向移动，实时采集到钢轨轨面的缺陷信号，并将缺陷信号传输给车载工作台，对信号进行实时处理，实现对轨面的全覆盖检测。
7.本实用新型的检测方法，采用两台该钢轨涡流检测系统组成一个编组，前一个钢轨涡流检测系统用于沿轨道运动，对钢轨进行初检，当发现钢轨有缺陷时，后一个钢轨涡流检测系统停下来对缺陷位置进行进一步精检，确定其具体的缺陷形式及参数，并进行处理，大大提高了钢轨检测精度和效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例一种钢轨涡流检测系统结构示意图；
图2为本实用新型实施例一种钢轨涡流检测系统侧视图
图3为本实用新型实施例三维移动平台的俯视图；
图4为本实用新型实施例三维移动平台的轴测图；
图5为本实用新型实施例涡流检测探头结构示意图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-检测小车；101-车载工作平台；102-防撞护角；103-车载电源；104-照明灯；2-三维移动平台；201-驱动机箱；202-螺杆；203-纵向移动导轨；204-纵向移动电机；205-横向移动导轨；206-横向移动电机；3-检测装置；301-磁芯；302-检测线圈；303-激励线圈。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本实用新型实施例提供一种钢轨涡流检测系统，包括检测小车1、设于该检测小车上的三维移动平台2以及设于该三维移动平台2两侧的检测装置3。其中，检测小车1可横跨于轨道上，并可沿轨道运动，从而带动检测装置3实现对轨道的检测，同时，三维移动平台2可沿轨道方向和/或垂直于轨道方向移动，检测装置3可通过三维移动平台2控制其上下左右前后运动，从而实现检测装置3对钢轨轨面的全覆盖检测。本实用新型的检测系统，在移动检测小车的两侧安装有模块化涡流检测装置，通过三维移动平台，可全方位移动涡流检测探头对钢轨轨面进行检测，能实时采集到钢轨轨面的缺陷信号，通过移动检测小车车载工作台对信号进行实时处理，可实现对在役钢轨缺陷的实时检测，解决了大型钢轨探伤车设备费用高昂和配置数量不足的困境。
如图2所示，检车小车1主要作为检测装置和工作人员的载具，包括车载工作平台101、防撞护角102、车载电源103、照明灯104以及车体和滚轮。其中，车体优选为钢材框架结构，车载工作平台101设于该框架结构上，用于控制检测小车整体运动及检测装置作业，同时对检测得到的结果进行在线显示和处理。滚轮设于该框架结构四角，优选地，该滚轮沿轨道方向为凹槽结构，该凹槽形状及尺寸恰好与轨道的轨面形状及尺寸相匹配，便于滚轮卡设于轨道上，并可沿轨道运动。车载电源103设于检测小车1的前端，为检测小车1前行及设备运行进行供电。在车载电源前端一侧设有照明灯104，用于在光线较差条件下，对轨道进行照明。此外，在车体的收尾端部还设有防撞护角102，该防撞护角102优选为橡胶材料制备而成，用于保护整个检测系统避免其与其他车辆或物体发生碰撞而损坏。
如图3和图4所示，三维移动平台2用于驱动检测装置3沿着整个轨面进行检测，包括驱动机箱201、螺杆202、纵向移动导轨203、纵向移动电机204、横向移动导轨205以及横向移动电机206。其中，纵向移动导轨203和横向移动导轨205垂直设于车体上，驱动机箱201设于纵向移动导轨203和横向移动导轨205顶部，螺杆202穿过该驱动机箱201后，伸入轨道侧面，驱动机箱201内置电机与螺杆202传动连接，可驱动螺杆202上下运动，从而带动检测装置3上下运动。
此外，纵向移动导轨203一端部设有纵向移动电机204，该纵向移动电机204的输出轴通过传动轴与驱动机箱201连接，车载工作平台101根据轨道情况控制纵向移动电机204动作，从而带动驱动机箱201纵向移动，从而实现对钢轨纵向检测作业；横向移动导轨205其中一端部设有横向移动电机206，该横向移动电机206的输出轴通过传动轴与驱动机箱201连接，车载工作平台101根据轨道情况控制横向移动电机206动作，从而带动驱动机箱201纵向移动，从而实现对轨面的全覆盖检测。
如图5所示，检测装置3基于涡流检测原理对钢轨缺陷进行检测，包括壳体，该壳体优选为柱状结构，由内而外依次设有磁芯301、检测线圈302及激励线圈303。其中，磁芯301优选为锰锌铁氧体材料制造而成，用于增强磁场强度，便于检测线圈检测；检测线圈302用于检测电磁场变化信息；激励线圈303用于提供脉冲涡流检测的交变电信号激励。
本实用新型实施例提供一种钢轨涡流检测方法，其工作原理如下：
钢轨涡流检测系统及方法的运动作业和检测装置的检测作业均由车载工作台101进行控制处理。检测装置3安装于检测小车1的两侧，可通过三维移动平台2控制其上下左右前后运动。其中，具体的检测过程如下：
(1)通过螺杆202控制检测装置3向下移动，直到检测装置3接触到钢轨的轨面后停止下移；
(2)三维移动平台2控制检测装置3缓慢前行进行检测，实现对钢轨纵向检测作业，同时三维移动平台2控制检测装置3做横向移动，实现对轨面的全覆盖检测，实时采集到钢轨轨面的缺陷信号；
(3)检测装置将缺陷信号传输给车载工作台101，对信号进行实时处理；
(4)处理完毕后，通过螺杆202向上运动，使检测装置3远离钢轨，从而停止检测作业。
优选地，可采用两台该钢轨涡流检测系统组成一个编组，前一个钢轨涡流检测系统用于沿轨道运动，对钢轨进行初检，当发现钢轨有缺陷时，后一个钢轨涡流检测系统停下来对缺陷位置进行进一步精检，确定其具体的缺陷形式及参数，并进行处理。后一个钢轨涡流检测系统处理精检完毕后，继续前往下一个缺陷点进行精检作业。通过一前一后的检测系统编组，其中一个钢轨涡流检测系统可对钢轨进行快速初检，确定钢轨缺陷位置，并将信号传输给后一个钢轨涡流检测系统，后一个钢轨涡流检测系统直接达到指定位置进行精检，大大提高了钢轨检测精度和效率。
本实用新型的检测方法，检测小车缓慢前行进行检测，实现对钢轨纵向检测作业，同时三维移动平台控制检测装置做横向移动，实时采集到钢轨轨面的缺陷信号，并将缺陷信号传输给车载工作台，对信号进行实时处理，实现对轨面的全覆盖检测。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，包括检测小车(1)、设于该检测小车(1)上的三维移动平台(2)以及设于该三维移动平台(2)两侧的检测装置(3)；其中，
所述检测小车(1)横跨于轨道上，并可沿轨道运动，带动检测装置(3)实现对轨道的检测；
所述三维移动平台(2)包括驱动机箱(201)、螺杆(202)、纵向移动导轨(203)及横向移动导轨(205)，所述纵向移动导轨(203)和横向移动导轨(205)垂直设于所述检测小车(1)上，驱动机箱(201)设于该纵向移动导轨(203)和横向移动导轨(205)顶部，螺杆(202)穿过该驱动机箱(201)伸入轨道侧面，并带动所述检测装置(3)沿轨道方向和/或垂直于轨道方向移动，实现对钢轨轨面的全覆盖检测。
2.根据权利要求1所述的一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，所述纵向移动导轨(203)其中一端部设有纵向移动电机(204)，该纵向移动电机(204)的输出轴通过传动轴与驱动机箱(201)连接。
3.根据权利要求1所述的一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，所述横向移动导轨(205)其中一端部设有横向移动电机(206)，该横向移动电机(206)的输出轴通过传动轴与驱动机箱(201)连接。
4.根据权利要求1所述的一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，所述检测小车(1)包括车体和车载工作平台(101)，所述车体为钢材框架结构，车载工作平台(101)设于该框架结构上。
5.根据权利要求4所述的一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，所述检测小车(1)包括滚轮，该滚轮设于所述框架结构的四角处，且沿轨道方向为凹槽结构，该凹槽形状及尺寸恰好与轨道的轨面形状及尺寸相匹配。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，所述检测小车(1)包括车载电源(103)，该车载电源(103)设于检测小车(1)的前端，且该车载电源(103)设前端一侧设有照明灯(104)。
7.根据权利要求4或5所述的一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，所述检测小车(1)包括防撞护角(102)，该防撞护角(102)为橡胶材料制备而成，分别设有所述车体的收尾两端。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的一种钢轨涡流检测系统，其特征在于，所述检测装置(3)包括壳体，该壳体为柱状结构，由内而外依次设有磁芯(301)、检测线圈(302)及激励线圈(303)，其中，所述磁芯(301)为锰锌铁氧体材料制造而成。
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Cited By (1)
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| CN109975399A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-05 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种钢轨涡流检测系统及方法 |
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