CN221351313U - 一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，包括装置主体，装置主体底部设有空气耦合传感检测组件以及用于带动装置主体移动的驱动机构，空气耦合传感检测组件共设有两组，轴对称固定于装置主体底部两侧，本实用新型通过采用空气耦合传感技术进行对钢轨的检测，可以避免现有超声检测中耦合材料对钢轨带来的二次污染问题，同时减少了空气耦合激励传感器和空气耦合接收传感器与待测试件的接触，可以大大延长传感器的使用寿命，通过清扫除尘机构和喷气除尘机构可以对需要检测的钢轨进行表面的除尘工作，来提高后续检测的精确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及铁路故障检测技术领域，具体为一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置。
背景技术
随着我国铁路运输事业的发展，铁路网建设日益完善，其担负的交通运输任务也是越加繁重，在高速、重载和高密度的铁路运输需求下，钢轨服役条件更加恶化，服役后一些缺陷随着服役年限的不断增长会不断扩大，严重时甚至可能出现断轨现象，为后续交通运营安全埋下了隐患，因此，钢轨缺陷检测显得尤其重要。
目前的钢轨损伤检测设备主要是基于声发射法、磁粉检测法、涡流检测法、漏磁检测法、射线检测法和机器视觉检测法等开发出的，这些检测装置尚未满足钢轨损伤的快速、安全、可靠的检测需求，且现有采用超声检测对钢轨进行检测时需要使用到耦合材料，这容易对钢轨造成污染。
所以，如何设计一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，成为我们当前需要解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，解决了传统检测装置对钢轨损伤进行检测时容易出现漏检现象的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，包括装置主体，所述装置主体底部设有空气耦合传感检测组件以及用于带动装置主体移动的驱动机构。
进一步的，所述空气耦合传感检测组件共设有两组，轴对称固定于装置主体底部两侧，每组空气耦合传感检测组件包括装置主体底部一侧轴对称分布的两根固定连杆，两根固定连杆上分别设有空气耦合激励传感器和空气耦合接收传感器，空气耦合激励传感器和空气耦合接收传感器上均设有BNC数据信号线，所述空气耦合激励传感器和空气耦合接收传感器的检测端头均向内倾斜。
进一步的，装置主体的前进端头还设有竖直排列的电动推杆，电动推杆底端连接有固定板，固定板底部设有清扫除尘机构，固定板的顶部设有喷气除尘机构。
进一步的，所述清扫除尘机构包括设置于固定板底部的V形板，V形板底部设有若干毛刷，所述V形板的尖头端对准装置前进方向。
进一步的，所述喷气除尘机构包括固定于固定板顶部的固定座和固定于装置主体顶部的空气压缩机，所述固定座的底面只有一半固定于固定板顶部，另一半超出固定板端头，固定座的内部设有连接管，连接管底部连接有多个喷头，所述喷头设于超出固定板端头的连接管底部内，连接管的背端连接有软管，软管连接于空气压缩机上，所述喷头均向外侧倾斜。
进一步的，所述装置主体底部设有驱动机构，所述驱动机构包括装置主体底部轴对称设置的两组传动轮，每组传动轮均由两个轨道轮和其之间连接的转轴组成，处于装置主体前进端的一组传动轮上的转轴由设置于装置主体底部的电机带动。
进一步的，所述装置主体顶部通过多根支撑杆连接有太阳能光伏发电板。
进一步的，所述电动推杆共设有两个，且两个电动推杆轴对称设置于装置主体前进端面上，两个电动推杆底部的固定板之间通过连接杆相连。
进一步的，所述太阳能光伏发电板前后两端面均设有摄像头，装置主体前进端面设有照明灯。
进一步的，所述固定板的底部还设有小型摄像头，小型摄像头处于清扫除尘机构的后端。
进一步的，所述装置主体1顶部还设有对装置供电的蓄电模块，蓄电模块还和太阳能光伏发电板电连接。
与现有的技术相比，本实用新型具备以下有益效果：本实用新型通过采用空气耦合传感技术进行对钢轨的检测，可以避免现有超声检测中耦合材料对钢轨带来的二次污染问题，同时减少了空气耦合激励传感器和空气耦合接收传感器与待测试件的接触，可以大大延长传感器的使用寿命，在装置主体移动时可以带动V形板上设置的毛刷可以对钢轨表面灰尘进行刮除，且V形分布的毛刷可以使得灰尘被分开至钢轨两侧滑落，不会对后续检测造成影响；通过喷气除尘机构可以对钢轨表面的灰尘进行吹除，且向外侧倾斜设置的喷头可以将钢轨表面灰尘吹至外侧，不会影响后续检测。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的底部结构示意图。
图3为本实用新型的电动推杆底部结构示意图。
图4为本实用新型的固定座剖面图。
图5为本实用新型的固定座侧面结构示意图。
图中：1、装置主体；2、空气耦合传感检测组件；21、空气耦合激励传感器；22、空气耦合接收传感器；23、固定连杆；24、BNC数据信号线；3、喷气除尘机构；31、固定座；32、连接管；33、喷头；34、软管；35、空气压缩机；4、清扫除尘机构；41、V形板；42、毛刷；5、驱动机构；51、轨道轮；52、转轴；53、电机；6、小型摄像头；7、蓄电模块；8、太阳能光伏发电板；9、摄像头；10、照明灯；11、电动推杆；12、固定板。
具体实施方式
如图1-图5所示，本实用新型提供技术方案：一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，包括装置主体1，装置主体1底部设有空气耦合传感检测组件2以及用于带动装置主体1移动的驱动机构5；所述空气耦合传感检测组件2共设有两组，轴对称固定于装置主体1底部两侧，每组空气耦合传感检测组件2包括装置主体1底部一侧轴对称分布的两根固定连杆23，两根固定连杆23上分别设有空气耦合激励传感器21和空气耦合接收传感器22，空气耦合激励传感器21和空气耦合接收传感器22上均设有BNC数据信号线24，所述空气耦合激励传感器21和空气耦合接收传感器22的检测端头均向内倾斜，即空气耦合激励传感器21和空气耦合接收传感器22的检测端头斜对准一侧钢轨两侧，本实用新型通过采用空气耦合传感技术进行对钢轨的检测，可以避免现有超声检测中耦合材料对钢轨带来的二次污染问题，同时减少了空气耦合激励传感器21和空气耦合接收传感器22与待测试件的接触，可以大大延长传感器的使用寿命。
其中，还包括有超声波检测系统(超声波检测系统可采用NAUT21型号)、负载、衰减器、双控器、前置放大器、示波器(示波器可采用TBS2000B型号)，空气耦合激励传感器21和空气耦合接收传感器22上的BNC数据信号线24连接超声波检测系统，空气耦合激励传感器21上的BNC数据信号线24上还连接负载、衰减器和双控器，空气耦合接收传感器22上的BNC数据信号线24上还连接前置放大器；示波器连接超声波检测系统；空气耦合激励传感器21和空气耦合接收传感器22可采用PXR04A型号；负载、衰减器、双控器和前置放大器均可采用市面上常规型号，为现有技术，故不多赘述。
采用空气耦合传感检测组件2对钢轨进行检测的工作流程为：检测时，装置通过驱动机构5在钢轨上移动，通过超声波检测系统的输出通道发射激励信号进入BNC数据信号线24，激励信号通过BNC数据信号线24上的负载与衰减器后再通过双控器进行处理，进入空气耦合激励传感器21，空气耦合激励传感器21以空气为传输媒质将激励信号斜入射作用在该侧钢轨一面上，空气耦合接收传感器22斜入射在该侧钢轨另一面进行接收信号，接收的信号利用空气耦合接收传感器22上连接的BNC数据信号线24通过前置放大器的处理后，再利用超声波检测系统的接收通道进行接收，最后利用和超声波检测系统连接的示波器对接收的信号显示并储存起来，进行检测。
本实用新型在检测过程中具有完全无接触、无侵入和无损害的优势，且由于超声波在空气中具有更短的波长，这使得本实用在用于距离测量及钢轨表面缺陷检测时具有更高的精度。
装置主体1的前进端头还设有竖直排列的电动推杆11，电动推杆11底端连接有固定板12，固定板12底部设有清扫除尘机构4，固定板12的顶部设有喷气除尘机构3，通过清扫除尘机构4和喷气除尘机构3可以对需要检测的钢轨进行表面的除尘工作，来提高后续检测的精确性。
清扫除尘机构4包括设置于固定板12底部的V形板41，V形板41底部设有若干毛刷42，V形板41的尖头端对准装置前进方向；需要说明的是，V形板41底部的毛刷42正对钢轨表面，以达到对钢轨表面除尘的效果，在装置主体1移动时可以带动V形板41上设置的毛刷42可以对钢轨表面灰尘进行刮除，且V形分布的毛刷42可以使得灰尘被分开至钢轨两侧滑落，不会对后续检测造成影响。
其中，喷气除尘机构3包括固定于固定板12顶部的固定座31和固定于装置主体1顶部的空气压缩机35，固定座31的底面只有一半固定于固定板12顶部，另一半超出固定板12端头，固定座31的内部设有连接管32，连接管32底部连接有多个喷头33，喷头33设于超出固定板12端头的连接管32底部内，连接管32的背端连接有软管34，软管34连接于空气压缩机35上，喷头33均向外侧倾斜，通过喷气除尘机构3可以对钢轨表面的灰尘进行吹除，且向外侧倾斜设置的喷头33可以将钢轨表面灰尘吹至外侧，不会影响后续检测。
其中，装置主体1底部设有驱动机构5，驱动机构5包括装置主体1底部轴对称设置的两组传动轮，每组传动轮均由两个轨道轮51和其之间连接的转轴52组成，处于装置主体1前进端的一组传动轮上的转轴52由设置于装置主体1底部的电机53带动，通过驱动机构5可以带动装置在钢轨上进行移动。
其中，装置主体1顶部通过多根支撑杆连接有太阳能光伏发电板8，通过太阳能光伏发电板8可以对光能转换为电能储存至蓄电模块7内备用。
其中，电动推杆11共设有两个，且两个电动推杆11轴对称设置于装置主体1前进端面上，两个电动推杆11底部的固定板12之间通过连接杆相连提高了固定板12的稳固性，通过电动推杆11可以带动空气耦合传感检测组件2、喷气除尘机构3和清扫除尘机构4到达钢轨表面。
其中，太阳能光伏发电板8前后两端面均设有摄像头9，装置主体1前进端面设有照明灯10，通过摄像头9可以对装置的移动方向处进行观察，避免意外情况的发生，通过照明灯10可以满足装置夜间检测的必要条件。
其中，所述固定板12的底部还设有小型摄像头6，小型摄像头6处于清扫除尘机构4的后端，通过小型摄像头6可将钢轨表面画面拍摄供工作人员进行检测。
其中，装置主体1顶部还设有对装置供电的蓄电模块7，蓄电模块7还和太阳能光伏发电板8电连接。
清扫除尘机构4和喷气除尘机构3的工作流程为：使用时，将本装置置于钢轨上，启动电动推杆11带动固定板12向下移动，使得固定板12底部V形板41下设置的毛刷42压于钢轨表面，同时固定座31上的喷头33也对准了钢轨，这时启动空气压缩机35，产生气体通过软管34进入连接管32最后从喷头33喷出对钢轨表面灰尘进行吹除，当启动电机53带动转轴52进行旋转时，转轴52带动轨道轮51进行旋转，进而带动装置在钢轨上移动，装置移动时，压于钢轨上的毛刷42对钢轨表面的顽固灰尘进行刮除。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，包括装置主体(1)，其特征在于：所述装置主体(1)底部设有空气耦合传感检测组件(2)以及用于带动装置主体(1)移动的驱动机构(5)。
2.根据权利要求1所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述空气耦合传感检测组件(2)共设有两组，轴对称固定于装置主体(1)底部两侧，每组空气耦合传感检测组件(2)包括装置主体(1)底部一侧轴对称分布的两根固定连杆(23)，两根固定连杆(23)上分别设有空气耦合激励传感器(21)和空气耦合接收传感器(22)，空气耦合激励传感器(21)和空气耦合接收传感器(22)上均设有BNC数据信号线(24)，所述空气耦合激励传感器(21)和空气耦合接收传感器(22)的检测端头均向内倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：装置主体(1)的前进端头还设有竖直排列的电动推杆(11)，电动推杆(11)底端连接有固定板(12)，固定板(12)底部设有清扫除尘机构(4)，固定板(12)的顶部设有喷气除尘机构(3)。
4.根据权利要求3所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述清扫除尘机构(4)包括设置于固定板(12)底部的V形板(41)，V形板(41)底部设有若干毛刷(42)，所述V形板(41)的尖头端对准装置前进方向。
5.根据权利要求3所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述喷气除尘机构(3)包括固定于固定板(12)顶部的固定座(31)和固定于装置主体(1)顶部的空气压缩机(35)，所述固定座(31)的底面只有一半固定于固定板(12)顶部，另一半超出固定板(12)端头，固定座(31)的内部设有连接管(32)，连接管(32)底部连接有多个喷头(33)，所述喷头(33)设于超出固定板(12)端头的连接管(32)底部内，连接管(32)的背端连接有软管(34)，软管(34)连接于空气压缩机(35)上，所述喷头(33)均向外侧倾斜。
6.根据权利要求1所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述装置主体(1)底部设有驱动机构(5)，所述驱动机构(5)包括装置主体(1)底部轴对称设置的两组传动轮，每组传动轮均由两个轨道轮(51)和其之间连接的转轴(52)组成，处于装置主体(1)前进端的一组传动轮上的转轴(52)由设置于装置主体(1)底部的电机(53)带动。
7.根据权利要求1所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述装置主体(1)顶部通过多根支撑杆连接有太阳能光伏发电板(8)。
8.根据权利要求3所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述电动推杆(11)共设有两个，且两个电动推杆(11)轴对称设置于装置主体(1)前进端面上，两个电动推杆(11)底部的固定板(12)之间通过连接杆相连。
9.根据权利要求7所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述太阳能光伏发电板(8)前后两端面均设有摄像头(9)，装置主体(1)前进端面设有照明灯(10)。
10.根据权利要求3所述的一种基于空气耦合传感技术的钢轨损伤检测装置，其特征在于：所述固定板(12)的底部还设有小型摄像头(6)，小型摄像头(6)处于清扫除尘机构(4)的后端。
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