CN217931526U - 一种基于涡流检测的车载断轨检查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，包括：一组检查设备，检查设备安装于车辆上同一侧的两个轮对之间且位于钢轨上方；检查设备，包括：接收线圈、发送线圈、同步检波放大器和发射信号源；发送线圈置于接收线圈内部；接收线圈与发送线圈互相垂直安装，发送线圈与发射信号源连接；接收线圈与同步检波放大器的一端连接，同步检波放大器的另一端用于与外设连接。该检查装置结构简单，可靠性高，通过非接触的方式对断轨位置进行无损检测，在列车运行过程中对断轨故障进行检查。且方便与车载系统相结合，根据检测到断轨时车辆行驶位置，准确确定钢轨断裂的位置。

Description

一种基于涡流检测的车载断轨检查装置

技术领域

本实用新型涉及轨道交通信号领域技术领域，特别涉及一种基于涡流检测的车载断轨检查装置。

背景技术

钢轨是轨道交通运输系统的重要组成部件，如果出现断裂就有可能造成列车出轨、倾覆等重大行车安全事故，造成人员伤亡和巨额财产损失。

传统的断轨检查是利用轨道电路固有特性实现的，当铁轨断轨后轨道电路会给出此轨道区段占用状态，由此判断此轨道区段异常，控制系统进行安全处理。随着铁路控制技术的发展，传统的轨道电路由于存在分路不良等原因，已经不能满足现代信号控制系统的需求，开始逐步被计轴轨道电路、ZC虚拟轨道电路等替代。

然而，上述代替方案存在的问题却是无法进行断轨检查；所以如何满足现代信号控制系统的需求，也能实现断轨的检查，成为同行从业人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，解决在满足现代信号控制系统需求的前提下，无法高效进行断轨的检查问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型提供一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，包括：一组检查设备，所述检查设备安装于车辆上同一侧的两个轮对之间且位于钢轨上方；

所述检查设备，包括：接收线圈、发送线圈、同步检波放大器和发射信号源；

其中，所述发送线圈置于接收线圈内部；所述接收线圈与发送线圈互相垂直安装，所述发送线圈平行于轨面安装，所述接收线圈则与轨面及行车方向垂直安装；

所述发送线圈与发射信号源连接；

所述接收线圈与同步检波放大器的一端连接，所述同步检波放大器的另一端用于与外设连接。

进一步地，所述发送线圈和接收线圈均为矩形线圈，所述接收线圈横截面经过发送线圈横截面的中心。

进一步地，所述接收线圈采用Φ0.15mm漆包线绕制而成；所述发送线圈采用Φ0.3mm漆包线绕制而成。

进一步地，所述发送线圈在发射信号源的激励下，所发送的交变磁场频率范围为100kHz～120kHz。

进一步地，包括：多对所述检查设备；每一对检查设备包括两组检查设备；

两组检查设备分别沿轨道方向对称平行安装于车辆上两侧面的两个轮对之间，且位于对应的钢轨上方。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

传统的轨道电路逐渐不能满足现代信号控制系统的需求，且轨道电路测断轨不能确定断轨的准确位置，本实用新型实施例提供的一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，结构简单，可靠性高，可以方便地与车载系统相结合，可以通过非接触的方式对断轨位置进行无损检测，在列车运行过程中对断轨故障进行检查。且基于车载系统根据检测到断轨时车辆行驶位置，准确确定钢轨断裂的位置。该装置采用涡流检测方式，具有响应速度快的优点，可以适应列车高速运行于区间时进行断轨检测。

附图说明

图1为基于涡流检测的车载断轨检查装置的结构图；

图2为基于涡流检测的车载断轨检查装置的检测原理图；

图3为基于涡流检测的车载断轨检查装置与车载系统结合的示意图；

图4为基于涡流检测的车载断轨检查装置安装示意图；

图5为基于涡流检测的车载断轨检查装置检测到断轨时输出畸变信号示意图；

图6为基于涡流检测的车载断轨检查装置检测到绝缘节时输出的信号示意图；

附图中，1-接收线圈；2-发送线圈；3-同步检波放大器；4-发射信号源；5-交变磁场；6-涡流磁场；7-涡流电流；8-钢轨轨面。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示，本实用新型提供的一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，包括：一组检查设备，检查设备安装于车辆上同一侧的两个轮对之间且位于钢轨上方；

该检查设备，包括：接收线圈1、发送线圈2、同步检波放大器3和发射信号源4；

其中，发送线圈2置于接收线圈1内部；接收线圈1与发送线圈2互相垂直安装，发送线圈2平行于轨面安装，接收线圈1则与轨面及行车方向垂直安装；即两组线圈相互正交。发送线圈2与发射信号源4连接；接收线圈1与同步检波放大器3的一端连接，同步检波放大器的另一端用于与外设(比如车载系统)连接。

如图1-2所示，发送线圈2和接收线圈1均为矩形线圈，接收线圈1横截面经过发送线圈2横截面的中心，如此可保证两线圈为对称设计，对称设计可以减小因安装的非对称性造成输出结果的误判。

其中，接收线圈1采用Φ0.15mm漆包线绕制而成；发送线圈2采用Φ0.3mm漆包线绕制而成。

本实用新型提供的基于涡流检测的车载断轨检查装置，其涡流检测是运用电磁感应原理，通过检测导电体表面涡流磁场变化，从而判定钢轨表面有无损伤。

本实用新型装置原理如图2所示，首先通过发射信号源4产生100～120kHz的正弦信号激励发送线圈2，在其激励下，发送线圈2将一束交变磁场5打到钢轨轨面8，此时该交变磁场5会在轨面产生涡流电流7，而后感应出一个涡流磁场6。

将接收线圈1置于此感应的交变磁场5中，在没有轨道断裂故障的钢轨处，由于发送线圈2与接收线圈1垂直安装，产生的涡流磁场6磁力线不会与接收线圈1相交，因而接收端的同步检波放大器3不会检出感应电动势信号。

若钢轨轨面存在断裂，当发送线圈2处于裂缝一侧边缘时，交变磁力线扫过铁轨断裂处时涡流磁场6会产生畸变，由此接收线圈1也会输出一个畸变信号，此信号与发送信号相位一致。当装置随着列车移动，当发送线圈2移动到裂缝正上方时，钢轨裂缝两端的涡流磁场6强度基本相当，此时涡流磁场6产生的感应电动势在接收线圈1上相互抵消。装置继续随车移动，当发送线圈2移动到裂缝另一侧时，畸变的涡流磁场6磁力线将在接收线圈1上产生一个与发送相位相反的感应电动势。

结合前面的描述，同步检波放大器3与车载系统相连接时，可根据这两个涡流检测装置同步检波放大器输出信号的相位关系及幅值，判定钢轨是否存在裂缝。

如图3所示，本实施例的检测装置与车载系统位置信息相融合，可根据此畸变信号发生时车辆的位置判定断轨的具体位置，并以此为依据指示相关部门及时对轨道展开维修。

进一步地，本实施例的断轨检测装置，其中可以包括：多对检查设备；每一对检查设备包括两组检查设备；两组检查设备分别沿轨道方向对称平行安装于车辆上两侧面的两个轮对之间，且位于对应的钢轨上方。

如图4所示，本装置在车底采用沿轨道方向平行对称方式安装，即成对安装于车辆底部，且处于两根钢轨的正上方，安装时需保证发送线圈2平行于轨面且正处于轨平面正上方。

当钢轨发生断裂时，随着车辆移动，一对检查设备的输出信号示意如图5所示，一个检查设备的同步检波放大器3(图中示意为1号传感器)有断轨信号输出，另一路(图中示意为2号传感器)则没有断轨信号输出。

当轨道上存在绝缘节时，两个检查设备会产生相同的畸变感应信号输出，其输出信号示意如图6所示。由于两根钢轨在相同位置同时发生断轨的概率不大，若该断轨信号输出同时发生，则认为此处为轨道绝缘而非断轨故障。以此方式减少故障误判。

当然，也可以在车底设置2～3对此检查设备，可进一步地有效降低单体故障造成的断轨故障误判。

本实用新型提供的一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，具有结构简单，可靠性高的优点；可以通过非接触的方式对断轨位置进行无损检测，并能与车载系统结合，根据检测到断轨时车辆行驶位置，准确确定钢轨断裂的位置。该装置采用涡流检测方式，具有响应速度快的优点，可以适应列车高速运行于区间时进行断轨检测。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，其特征在于，包括：一组检查设备，所述检查设备安装于车辆上同一侧的两个轮对之间且位于钢轨上方；

所述检查设备，包括：接收线圈、发送线圈、同步检波放大器和发射信号源；

其中，所述发送线圈置于接收线圈内部；所述接收线圈与发送线圈互相垂直安装，所述发送线圈平行于轨面安装，所述接收线圈则与轨面及行车方向垂直安装；

所述发送线圈与发射信号源连接；

所述接收线圈与同步检波放大器的一端连接，所述同步检波放大器的另一端用于与外设连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，其特征在于，所述发送线圈和接收线圈均为矩形线圈，所述接收线圈横截面经过发送线圈横截面的中心。

3.根据权利要求1所述的一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，其特征在于，所述接收线圈采用Φ0.15mm漆包线绕制而成；所述发送线圈采用Φ0.3mm漆包线绕制而成。

4.根据权利要求1所述的一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，其特征在于，所述发送线圈在发射信号源的激励下，所发送的交变磁场频率范围为100kHz～120kHz。

5.根据权利要求1所述的一种基于涡流检测的车载断轨检查装置，其特征在于，包括：多对所述检查设备；每一对检查设备包括两组检查设备；

两组检查设备分别沿轨道方向对称平行安装于车辆上两侧面的两个轮对之间，且位于对应的钢轨上方。

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