ES2200533T3 - Dispositivo para la inspeccion ultrasonica. - Google Patents

Dispositivo para la inspeccion ultrasonica.

Info

Publication number
ES2200533T3
ES2200533T3 ES99934716T ES99934716T ES2200533T3 ES 2200533 T3 ES2200533 T3 ES 2200533T3 ES 99934716 T ES99934716 T ES 99934716T ES 99934716 T ES99934716 T ES 99934716T ES 2200533 T3 ES2200533 T3 ES 2200533T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tested
test head
rail
subgroup
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES99934716T
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Kroning
Jurgen Salzburger
Friedhelm Walte
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Application granted granted Critical
Publication of ES2200533T3 publication Critical patent/ES2200533T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/262Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by electronic orientation or focusing, e.g. with phased arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/12Measuring or surveying wheel-rims
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/08Railway vehicles
    • G01M17/10Suspensions, axles or wheels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10Number of transducers
    • G01N2291/106Number of transducers one or more transducer arrays
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/262Linear objects
    • G01N2291/2623Rails; Railroads
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/26Scanned objects
    • G01N2291/269Various geometry objects
    • G01N2291/2696Wheels, Gears, Bearings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Procedimiento para la inspección ultrasónica de un cuerpo a probar (2) configurado en especial como rueda de ferrocarril, el cual puede rodar a través de una superficie de rodadura (4) sobre una superficie de marcha (8) de un raíl (10), en donde en el raíl (10) se ha dispuesto al menos un elemento de cabezal de prueba de ultrasonidos (14) para emitir ondas de ultrasonidos con un ángulo (66) precalculado respecto a la perpendicular (60) del raíl (10) en el cuerpo a probar (2) y para recibir las ondas ultrasónicas emitidas en el cuerpo a probar (2) y en especial que inciden sobre puntos defectuosos del mismo, caracterizado porque se ha dispuesto una número (m) de elementos de cabezal de prueba (14) como una disposición lineal en una ranura (12) del raíl (10), en donde el número (m) tiene al menos la misma magnitud que el cociente resultante de dividir el perímetro de la superficie de rodadura (4) entre la anchura, medida en la dirección longitudinal del raíl, de los elementos de cabezal de prueba (14) aislados situados adyacentes entre sí, porque se activa un subgrupo (62) con una número predeterminada (M) de elementos de cabezal de prueba (14), que se encuentra en la región de la línea de apoyo (16) de la superficie de rodadura (4) sobre la superficie de marcha (8), porque por medio de un dispositivo de detección (20) se detecta la rodadura del cuerpo a probar (2) en la disposición de cabezales de prueba y además se calcula la velocidad del cuerpo a probar (2), porque para la inspección ultrasónica del cuerpo a probar (2) compuesto por diferentes piezas o diferentes materiales se activan los elementos de cabezal de prueba (14) del subgrupo (62) activado en cada caso con un retardo del tiempo de marcha (64), de tal modo que las ondas de ultrasonidos se aplican con polarización horizontal en una región volumétrica (32) del cuerpo a probar (2) y se reflejan en los puntos defectuosos, y porque además, dependiendo de la velocidad del cuerpo a probar (2), se realiza una activación odesactivación sincrónica respectivamente de un elemento de cabezal de prueba del subgrupo (62).

Description

Dispositivo para la inspección ultrasónica.
La invención se refiere a un procedimiento para la inspección ultrasónica de un cuerpo a probar configurado en especial como rueda de ferrocarril, conforme a las particularidades indicadas en el preámbulo de la reivindicación 1.
Se conoce por el documento US-A-3 978 712 un procedimiento de este tipo para la inspección ultrasónica, conforme al cual llegan a aplicarse dos elementos de cabezal de prueba de ultrasonidos. Los dos elementos de cabezal de prueba están dispuestos inclinados uno con relación al otro y respecto a una perpendicular al raíl en la región de contacto de una rueda de ferrocarril. Por medio de uno de los elementos de cabezal de prueba se emiten las ondas ultrasónicas con un ángulo predeterminado respecto a la perpendicular y se aplican a la rueda de ferrocarril, en donde las ondas ultrasónicas recorren la rueda de ferrocarril en dirección periférica. Con esto las ondas ultrasónicas que se extienden fundamentalmente de forma lineal deben desviarse para una extensión de ondas circular. Después de al menos una rotación una parte de las ondas ultrasónicas en la región de contacto se sale de la rueda y llega hasta el segundo elemento de cabezal de prueba que actúa como receptor.
Además, se conoce del documento DE-A 195 44 217 un procedimiento para la inspección ultrasónica de un cuerpo a probar configurado en especial como raíl de ferrocarril, sobre el que puede rodar una rueda a probar.
La rueda de prueba contiene en la región de superficie de rodadura fundamentalmente cilíndrica, que rueda sobre el cuerpo a probar, una multitud de elementos de cabezal de prueba de los que una número o un subgrupo forma un cabezal de prueba, en donde los lados de emisión o recepción dirigidos hacia los cuerpos a probar llegan a hacer contacto, respectivamente, con la región de contacto de la superficie de rodadura y de la superficie del cuerpo a probar. Los elementos del cabezal de prueba del cabezal de prueba activado en cada caso se hacen funcionar en la llamada "técnica de phased-disposición", en donde por medio de una activación definida en el tiempo, con duración retardada, puede precalcularse una irradiación oblicua de ondas ultrasónicas en el cuerpo a probar. Por medio de un dispositivo de detección, que contiene en especial un láser y un fotodetector, puede detectarse la posición angular de la rueda a probar.
Partiendo de aquí, la invención se ha impuesto la tarea de perfeccionar el procedimiento para la inspección ultrasónica del tipo citado, con la finalidad de que durante la rodadura encima de un cuerpo a probar, en especial de una rueda de ferrocarril, se garantice la detección de puntos defectuosos en el volumen y la superficie del cuerpo a probar. La complejidad debe reducirse a un mínimo durante la manipulación y valoración de la prueba. Las ruedas de ferrocarril compuestas de diferentes piezas y/o diferentes materiales deben poder comprobarse de forma fiable, en donde deben detectarse con una gran seguridad en especial también grietas interiores, que se producen en la transición entre la estornija y la pestaña de la rueda.
La solución de esta tarea se produce conforme a las particularidades indicadas en la reivindicación 1.
El procedimiento según la invención, para la inspección ultrasónica, se caracteriza por una detección de puntos defectuosos, en especial defectos internos, como grietas del cuerpo a probar. De esta manera pueden detectarse defectos, en la configuración del cuerpo a probar como rueda de ferrocarril que se compone de diferentes piezas y/o diferentes materiales, que van por ejemplo desde la región de transición entre la estornija y la pestaña de la rueda. En una escotadura o ranura de la cabeza del raíl se ha previsto una disposición lineal formado por una disposición de cabezales de prueba de ultrasonidos, que de forma preferida irradian ondas ultrasónicas sin medios de acoplamiento en el cuerpo a probar, en donde de forma ventajosa pueden precalcularse los ángulos de ajuste de la irradiación de las ondas ultrasónicas. La longitud de la disposición tiene al menos la misma magnitud que el perímetro del cuerpo a probar y los elementos de cabezal de prueba están configurados con preferencia como convertidor de ultrasonidos. La prueba se realiza durante la rodadura encima del cuerpo a probar, en donde por medio de un dispositivo de detección, que contiene en especial dos detectores de posición como barreras ópticas, se establece la rodadura del cuerpo a probar dentro del tramo de disposición de cabezales de prueba así como la velocidad del cuerpo a probar o de la rueda. A partir de la velocidad establecida y/o calculada se controla una activación o desactivación, sincronizada con el movimiento de la rueda, de una número predeterminada de elementos de la disposición, que forman un subgrupo. El número M de los elementos respectivos de un subgrupo se predetermina de forma correspondiente a la máxima distancia admisible entre los dos elementos de rueda y la superficie de rueda y/o a la característica direccional requerida y/o la sensibilidad de prueba requerida. De forma preferida el número M se predetermina entre 3 y 11, en especial entre 5 y 9.
Durante la rodadura del cuerpo a probar o de la rueda dentro del tramo de disposición de cabezales de prueba se activa el primer subgrupo de la disposición lineal con M elementos aislados y, precisamente de tal modo que el punto de contacto entre la rueda y el raíl está situado simétricamente respecto al centro del subgrupo. El momento de activación/disparo (master-trigger) se calcula a partir de la velocidad de la rueda previamente establecida y la distancia del centro del subgrupo a la posición de las barreras luminosas. Esta tarea la asume un módulo de disparo. Mediante un retardo electrónico de la duración en la excitación de los elementos de subgrupo aislados se acopla a la rueda el ultrasonido, como una onda transversal con polarización horizontal con un ángulo precalculado de entre 35º y 90º respecto a la perpendicular de la superficie. Los momentos de activación correspondientes de los elementos de la disposición se calculan a partir del master-trigger. Por medio de esta oscilación electrónica del haz de ondas sonoras generado por el subgrupo pueden verificarse defectos en el volumen así como en la superficie de rodadura y en el interior de la rueda. Mientras la rueda se mueve sobre el raíl se calcula, a partir del master-trigger, la velocidad de la rueda establecida y la distancia conocida de los elementos de la disposición y, en cada caso se desconecta un elemento del subgrupo y se conecta uno nuevo. Mediante esta forma de proceder y por medio de un multiplexor controlado a través del módulo de disparo es suficiente para el dispositivo de prueba de ultrasonidos con una número de canales M. Por medio de esto se simplifica considerablemente la complejidad del circuito. Mediante la rodadura del cuerpo a probar sobre el raíl que contiene los elementos de la cabeza de prueba la velocidad relativa en el punto de contacto, es decir, para el elemento central del subgrupo es exactamente cero y para los elementos de subgrupo situados a la derecha y a la izquierda muy reducida, de tal manera que no se produce un perturbador ruido acústico de Barkhausen como consecuencia del cambio de imantación a causa de campos magnéticos espacialmente heterogéneos del elemento de cabezal de prueba.
En un ejemplo de ejecución preferido se han alojado los elementos aislados de la disposición lineal de cabezales de prueba en una escotadura o ranura en el raíl, para de esta forma estar protegidos del desgaste mecánico. El posicionamiento del cuerpo a probar y con esto la posición de los elementos de prueba con relación al cuerpo a probar puede determinarse por medio del citado módulo de disparo, cuyas señales de salida pueden almacenarse en un circuito de control junto con las señales de medición recibidas por los elementos de cabezal de prueba, de tal manera que partiendo de una posición de referencia, tras llevar a cabo la prueba, pueden localizarse puntos defectuosos en el cuerpo a probar.
En las reivindicaciones subordinadas se indican perfeccionamientos y configuraciones especiales de la invención.
A continuación se explican con más detalle ejemplos de ejecución representados con base en el dibujo, sin que respecto a esto se produzca una limitación. Aquí muestran:
la figura 1 una vista en perspectiva de un cuerpo a probar que rueda sobre un raíl,
las figuras 2,3 esquemáticamente una sección longitudinal en la región del punto de contacto entre el cuerpo a probar y el raíl,
la figura 4 un ejemplo de ejecución de un elemento de cabezal de prueba,
la figura 5, a mayor escala, una sección transversal respecto a la dirección longitudinal del raíl,
la figura 6 una sección a lo largo de la línea de sección A conforme a la figura 5,
la figura 7, a mayor escala, una sección a través de otro ejemplo de ejecución transversal a la dirección longitudinal del raíl,
la figura 8 una sección a lo largo de la línea de sección B conforme a la figura 7.
La figura 1 muestra un cuerpo a probar 2 al menos aproximadamente cilíndrico, que está configurado en especial como rueda de ferrocarril, muestra una superficie de rodadura 4 y está montado de forma giratoria alrededor de un eje 6 ortogonal respecto al plano del dibujo. El cuerpo a probar 6 puede rodar con su superficie de rodadura 4 sobre una superficie de marcha 8 de un raíl 10, que aquí se ha configurado como raíl de ferrocarril. El raíl 10 contiene en la superficie de marcha 8 una escotadura o ranura 12, que se extiende en dirección longitudinal, con una número predeterminada m de elementos de cabezal de prueba 14. Los elementos de cabezal de prueba 14 preferiblemente electromagnéticos están integrados en la ranura 12 en forma de una disposición lineal. El número m tiene al menos la misma magnitud que el cociente resultante de dividir el perímetro de la superficie de rodadura 4 del cuerpo a probar 5 entre la anchura, medida en la dirección longitudinal del raíl 10, de cada uno de los elementos de cabezal de prueba 14. De esta manera, en la configuración normal del cuerpo a probar 5 como rueda de ferrocarril con un diámetro de 880 mm y con una anchura mínima de los elementos de cabezal de prueba 14 de 5 mm, el número es de m = 552. Durante la rodadura de la superficie de rodadura 4 del cuerpo a probar 2 sobre o a lo largo de la superficie de marcha 8 se activa conforme a la invención, respectivamente, solamente un subgrupo de los elementos de cabezal de prueba 14, que se encuentra en la región del punto de apoyo o de la línea de apoyo 16 de la superficie de rodadura 4 sobre la superficie de marcha 8. El número M de los elementos del subgrupo se predetermina teniendo en cuenta la máxima distancia admisible entre los elementos de cabezal de prueba situados en los dos bordes del subgrupo y la superficie de rodadura 4 o superficie de la rueda, la característica direccional de las ondas ultrasónicas emitidas por los elementos de cabezal de prueba y la sensibilidad de prueba requerida. Cada uno de los elementos de cabezal de prueba 14 está montado de forma flexo-elástica en la ranura 12, de forma conveniente por medio de elementos elásticos 18.
El dispositivo de prueba contiene además un dispositivo de detección 20 para determinar la posición del cuerpo a probar 2 con relación a una posición inicial predeterminable, en especial de la disposición de los elementos de cabezal de prueba 14. El dispositivo de detección 20 contiene en especial dos barreras ópticas 22, 23 y un espejo 24 dispuesto sobre el cuerpo a probar 2. El dispositivo de detección 20 está unido, al igual que los elementos de cabezal de prueba 14, a un circuito de control y valoración 26 en el que las señales alimentadas se valoran y se utilizan para controlar el dispositivo de prueba. De este modo se determina la posición respectiva del cuerpo a probar 2 con relación a la posición inicial y además la velocidad lateral del cuerpo a probar o de la rueda de ferrocarril 2 en la dirección longitudinal de los raíles. Teniendo en cuenta los datos de posición y la velocidad lateral de la rueda se activa durante la rodadura del cuerpo a probar 2 sobre el raíl 10, conforme a la invención, respectivamente un subgrupo con el número M de todos los elementos de cabezal de prueba, de tal modo que los elementos de cabezal de prueba activados en cada caso están situados, en especial simétricamente respecto al punto de contacto correspondiente o a la línea de contacto 16, entre el cuerpo a probar 2 y el raíl 10.
En un subgrupo de los elementos de cabezal de prueba 14 existentes en la superficie de apoyo o en la región del punto de apoyo 16 se excita de tal modo a través de un retardo del tiempo de marcha, que se irradia una onda ultrasónica 28 con polarización horizontal y suficiente efecto direccional en el cuerpo a probar 2, de tal forma que pueden sonorizarse los defectos 30 en la región volumétrica 32, y precisamente partiendo de la superficie de rodadura 4 y reflejan el ultrasonido en la dirección del subgrupo citado. De esta manera también pueden detectarse y medirse, con la configuración del cuerpo a probar 2 como rueda de ferrocarril con una llanta o pestaña de rueda 34, defectos en la región de la superficie de taladrado interior 36 y/o de la estornija 38. Los elementos de cabezal de prueba del subgrupo reciben el ultrasonido reflejado y alimentan las señales de medición al circuito de control y valoración 26. Por medio del dispositivo de posicionamiento-detección 20 se detecta la rodadura del cuerpo a probar dentro del tramo de disposición de cabezales de prueba y la velocidad de la rueda en conexión con el circuito de valoración 26, y se controla la activación o desactivación, sincrónica con el movimiento de la rueda, del número predeterminado de elementos de cabezal de prueba del respectivo subgrupo de la disposición. Con ayuda de los datos de posición y de la velocidad lateral de la rueda se activa, al rodar el cuerpo a probar 2 sobre el raíl 10, en cada caso un subgrupo con el número M de elementos de cabezal de prueba 2, de tal manera que estos están situados simétricamente con relación al respectivo punto de apoyo o contacto 16. Durante la rodadura del cuerpo a probar 2 sobre el raíl 10 se desconecta en cada caso un elemento de cabezal de prueba del subgrupo y se conecta un nuevo elemento, hasta que se ha rodado sobre el perímetro o la superficie de rodadura 4 en toda la disposición lineal de los elementos de cabezal de prueba 14. Después de la reflexión de ondas ultrasónicas en puntos defectuosos 30 en la región volumétrica 32 o en la transición entre la pestaña de rueda 34 y la estornija 38 se valoran las ondas ultrasónicas, dependiendo de las posiciones del cuerpo a probar 2 determinadas por medio del dispositivo de detección 20, con el circuito de control y valoración 26. Hay que tener en cuenta que por medio del dispositivo de prueba de ultrasonidos conforme a la invención, la inspección se lleva a cabo entre el cuerpo a probar y el raíl sin utilizar un medio de acoplo como agua o algo similar.
La figura 2 muestra, a mayor escala, una parte del cuerpo a probar 2 y algunos elementos de cabezal de prueba contiguos al punto de apoyo 16, a los que se han subordinado los símbolos de referencia 41 a 53. Debe partirse de la base de que el cuerpo a probar 2 gira alrededor de su eje de giro en el sentido de la flecha 56, de tal manera que el cuerpo a probar 2 rueda lateralmente sobre el raíl 10 en el sentido de la flecha 58, en donde el eje de giro está situado sobre la perpendicular 60 en el punto de apoyo 16. Los elementos de cabezal de prueba aislados están montados elásticamente, por medio de los citados elementos elásticos 18, en el raíl ya no representado, en donde para una mayor claridad no se han representado los elementos elásticos de los cinco elementos de cabezal de prueba 45 a 49 más próximos a la perpendicular 60. Los cinco elementos de cabezal de prueba 45 a 49 citados forman un subgrupo 62. Conforme a la invención se excitan los citados elementos de cabezal de prueba del subgrupo 62 no simultáneamente, sino consecutivamente con un retardo del tiempo de marcha 64, de tal modo que el sonido se irradia en el cuerpo a probar 2 oblicuamente; y precisamente con un ángulo 66 respecto a la normal 60. El retardo del tiempo de marcha 64 total se predetermina para el ángulo de irradiación 66 deseado conforme a los requisitos respectivos. También el número M de cuerpos a probar del subgrupo 62 se predetermina de forma correspondiente a las condiciones marco respectivas, en donde deben tenerse en cuenta para el cálculo previo del número M del subgrupo 62 la máxima distancia admisible de los dos elementos marginales del subgrupo, conforme a la figura 2 se trata de los elementos marginales exteriores 45 y 49, con relación a la superficie de rodadura o superior 4 del cabezal de prueba 2, además de la característica direccional exigida o el ángulo de irradiación 66 así como la sensibilidad de prueba requerida. El número M se predetermina con preferencia entre 3 y 11 y en especial entre 5 y 9. Por medio del circuito de valoración y control explicado se predetermina electrónicamente el retardo del tiempo de marcha 64 para la excitación, desplazada en el tiempo, de los elementos aislados del subgrupo 62, en donde conforme a la invención se acopla en el cuerpo a probar 2 el ultrasonido como una onda transversal, con polarización preferiblemente horizontal, con un ángulo de irradiación 66 en un margen de entre 90º y 35º respecto a la perpendicular 60.
La figura 3 muestra el cuerpo a probar 2 en una posición que adopta el cuerpo a probar 2 poco después de la posición conforme a la figura 2. De aquí en adelante se activa el subgrupo 62' con los elementos de cabezal de prueba 46 a 50 o con el retardo del tiempo de marcha 64. En comparación con la figura 2 el elemento de cabezal de prueba 45 está desconectado, mientras que el elemento de cabezal de prueba 50 está conectado. El elemento de cabezal de prueba central del subgrupo 62' es de aquí en adelante el elemento de cabezal de prueba 48, a través del cual discurre la perpendicular 60. Como puede verse, también aquí el punto de contacto 16 está situado en el centro del subgrupo 62'. El momento de activación o disparo, que se designa como master-trigger, se determina a partir de la velocidad previamente establecida del cuerpo a probar 2 y la distancia entre el centro del subgrupo 62' y la posición del dispositivo de detección antes explicado, y se calcula en especial por medio del circuito de valoración y control 26. Los momentos de activación retardados de los elementos de cabezal de prueba aislados del subgrupo activado en cada caso se calculan a partir del master-trigger.
La figura 4 muestra una sección a través del elemento de cabezal de prueba 14 electromagnético para generar ondas transversales polarizadas horizontalmente. El elemento de cabezal de prueba 14 contiene un núcleo de banda anular 70, arrollado por una bobina de alta frecuencia 68, magnetizable y semicircular, que está dispuesto en un bloque de relleno 76 con sus extremos 72 orientados hacia el lado de medición 74. Entre los extremos 72 del núcleo de banda anular 70 se han dispuesto imanes permanentes 78 en forma de bastón, que se extienden en su dirección longitudinal entre los extremos 72 del núcleo de banda anular 70.
La figura 5 muestra una sección transversal a través de un elemento de cabezal de prueba 14 integrado en el raíl 10, el cual está montado fijamente en la ranura 12 del raíl 10, de tal manera que el lado de medición 74 muestra una distancia 80 a la superficie de raíl o superficie de marcha 8. La distancia 80 es en especial de entre 0,1 y 0,2 mm. Las líneas de conexión eléctricas 82 de la bobina HF 68 para la excitación de señales en caso de emisión y la recepción de señales en caso de recepción están dispuestas en un canal de cableado 84 integrado en el raíl 10 y están unidas, de una forma que ya no se ha representado, al circuito de valoración y control explicado.
La figura 6 muestra en una sección a lo largo de la línea de sección A conforme a la figura 5 los cinco elementos de cabezal de prueba 45 a 49 activados. Los elementos de cabezal de prueba 45 marginales situados lejos del elemento central 47, sobre el que se encuentra el punto de contacto 16, muestran respecto a la rueda 2, de forma correspondiente a su diámetro, una mayor hendidura 86. Esta mayor hendidura conduce a una menor excitación de los elementos marginales 45 y 49 del subgrupo y, de forma correspondiente, también de los elementos situados más en el interior 46 y 48. Como compensación los elementos marginales 45, 46 y 48, 49 del subgrupo aquí representado, y lo mismo puede aplicarse al subgrupo activado en cada caso, se someten en el marco de la invención a una mayor amplitud durante la excitación retardada en su duración.
Las figuras 7 y 8 muestran otro ejemplo de ejecución, similar al de las figuras 5 y 6, de los elementos de cabezal de prueba 45 a 49 integrados en la ranura 12 del raíl 10. Estos elementos de cabezal de prueba están dispuestos en la ranura 12 del raíl 10 por medio de una suspensión cardánica 88 y un elemento elástico 90. Durante la rodadura de la superficie de rodadura 4 del cuerpo a probar 2 sobre la superficie de marcha 8 del raíl 10 se adhieren los respectivos elementos de cabezal de prueba del subgrupo activo como consecuencia de las fuerzas de sujeción magnéticas, en especial a causa del núcleo de banda anular explicado con la figura 4 y/o de los imanes permanentes, en la superficie de rodadura 4 y se hace posible una excitación uniforme de todos los elementos de cabezal de prueba del subgrupo activado en cada caso.
Lista de símbolos de referencia
2
Cuerpo a probar
4
Superficie de rodadura de 2
6
Eje de 2
8
Superficie de marcha de 10
10
Raíl
12
Escotadura/Ranura en 10
14
Elemento de cabezal de prueba
16
Punto de apoyo/punto de contacto
18
Elemento elástico
20
Dispositivo de detección
22,
23 Barreras luminosas
24
Espejo
26
Circuito de valoración y control
28
Onda de ultrasonidos
30
Defecto
32
Región volumétrica
34
Pestaña de rueda
36
Superficie de taladrado
38
Estornija
41
- 53 Elemento de cabezal de prueba
56
Flecha/Sentido de giro
58
Flecha/Movimiento lateral
60
Perpendicular
62
Subgrupo
64
Retardo del tiempo de marcha
66
Ángulo de irradiación
68
Bobina de alta frecuencia
70
Núcleo de banda anular
72
Extremo de 70
74
Lado de medición
76
Bloque de relleno
78
Imán permanente
80
Distancia
82
Línea de conexión eléctrica
84
Canal de cableado
86
Hendidura
88
Suspensión cardánica
90
Elemento elástico

Claims (5)

1. Procedimiento para la inspección ultrasónica de un cuerpo a probar (2) configurado en especial como rueda de ferrocarril, el cual puede rodar a través de una superficie de rodadura (4) sobre una superficie de marcha (8) de un raíl (10), en donde en el raíl (10) se ha dispuesto al menos un elemento de cabezal de prueba de ultrasonidos (14) para emitir ondas de ultrasonidos con un ángulo (66) precalculado respecto a la perpendicular (60) del raíl (10) en el cuerpo a probar (2) y para recibir las ondas ultrasónicas emitidas en el cuerpo a probar (2) y en especial que inciden sobre puntos defectuosos del mismo, caracterizado porque se ha dispuesto una número (m) de elementos de cabezal de prueba (14) como una disposición lineal en una ranura (12) del raíl (10), en donde el número (m) tiene al menos la misma magnitud que el cociente resultante de dividir el perímetro de la superficie de rodadura (4) entre la anchura, medida en la dirección longitudinal del raíl, de los elementos de cabezal de prueba (14) aislados situados adyacentes entre sí, porque se activa un subgrupo (62) con una número predeterminada (M) de elementos de cabezal de prueba (14), que se encuentra en la región de la línea de apoyo (16) de la superficie de rodadura (4) sobre la superficie de marcha (8), porque por medio de un dispositivo de detección (20) se detecta la rodadura del cuerpo a probar (2) en la disposición de cabezales de prueba y además se calcula la velocidad del cuerpo a probar (2), porque para la inspección ultrasónica del cuerpo a probar (2) compuesto por diferentes piezas o diferentes materiales se activan los elementos de cabezal de prueba (14) del subgrupo (62) activado en cada caso con un retardo del tiempo de marcha (64), de tal modo que las ondas de ultrasonidos se aplican con polarización horizontal en una región volumétrica (32) del cuerpo a probar (2) y se reflejan en los puntos defectuosos, y porque además, dependiendo de la velocidad del cuerpo a probar (2), se realiza una activación o desactivación sincrónica respectivamente de un elemento de cabezal de prueba del subgrupo (62).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el número (M) de los elementos de cabezal de prueba (14) activados en cada caso del subgrupo (62) es de entre 3 y 11, en especial de entre 5 y 9.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque mediante el apoyo elástico, en especial mediante elementos elásticos (18) en el raíl (10), los elementos de cabezal de prueba (2) del subgrupo (62) activado en cada caso se llevan a establecer contacto directo con la superficie de rodadura (4) del cuerpo a probar (2).
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los elementos de cabezal de prueba (14) del subgrupo (62) activado en cada caso se llevan a establecer contacto directo, por medio de una suspensión cardánica (88) en el raíl (10), con la superficie de rodadura (4) del cuerpo a probar (2).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los elementos de cabezal de prueba (14) situados respectivamente en el subgrupo activado (62), junto al elemento de cabezal de prueba central, a través del cual discurre la perpendicular (60) en la línea de contacto (16), se someten a una mayor amplitud que el citado elemento de cabezal de prueba central, en donde los otros elementos de cabezal de prueba (14) citados están situados en especial simétricamente respecto al elemento de cabezal de prueba central.
ES99934716T 1998-07-22 1999-07-21 Dispositivo para la inspeccion ultrasonica. Expired - Lifetime ES2200533T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833034 1998-07-22
DE19833034 1998-07-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2200533T3 true ES2200533T3 (es) 2004-03-01

Family

ID=7874962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES99934716T Expired - Lifetime ES2200533T3 (es) 1998-07-22 1999-07-21 Dispositivo para la inspeccion ultrasonica.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6347550B1 (es)
EP (1) EP1099113B1 (es)
DE (2) DE19981380D2 (es)
ES (1) ES2200533T3 (es)
WO (1) WO2000005577A1 (es)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10025724B4 (de) * 2000-05-25 2006-05-24 Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg Verfahren und Maschine zum Bearbeiten von Eisenbahnrädern
DE10052045C2 (de) * 2000-06-20 2002-06-27 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung eines Eisenbahnrades
WO2001098769A1 (de) * 2000-06-20 2001-12-27 Fraunhofer Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E. V. Vorrichtung und verfahren zur prüfung eines eisenbahnrades
WO2002016184A1 (en) * 2000-08-25 2002-02-28 Em-Tech Llc Detection of anomalies on railroad tracks
US6571636B1 (en) * 2000-09-14 2003-06-03 Cf&I Steel, L.P. Wheel-type transmit/receive ultrasonic inspection device with constant length internal liquid soundpath
GB2373050A (en) * 2001-02-09 2002-09-11 Central Research Lab Ltd Method of analysing the condition of a surface using wheel sound detection
US6862936B2 (en) * 2002-11-27 2005-03-08 The Johns Hopkins University Laser-air, hybrid, ultrasonic testing of railroad wheels
NL1028325C2 (nl) * 2005-02-17 2006-08-21 Sonimex B V Werkwijze alsmede inrichting voor het detecteren van fouten in een railkop.
US8161818B2 (en) * 2008-10-29 2012-04-24 Airbus Operations Gmbh Device for detecting a flaw in a component
US8177115B1 (en) 2010-03-12 2012-05-15 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
US8662375B2 (en) 2010-03-12 2014-03-04 Craig Mercier Method and system for retreading track wheel
DE102010023028A1 (de) * 2010-06-08 2011-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. EMUS-Wandlersystem sowie ein Verfahren zur Erzeugung linear polarisierter Transversalwellen mit variabel vorgebbarer Polarisationsrichtung innerhalb eines Prüfkörpers
CN103765205B (zh) * 2011-06-22 2016-04-20 新日铁住金株式会社 车轮的超声波探伤方法
WO2013165418A1 (en) * 2012-04-30 2013-11-07 Mercier Craig Method and system for retreading track wheel
DE102014119056A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 Ge Sensing & Inspection Technologies Gmbh Verfahren zur Detektion eines Fehlers wie eines Risses in einer Region-of-Interest in einem um eine Rotationsachse drehbaren Eisenbahnrad sowie Vorrichtung hierzu
US20160305915A1 (en) * 2015-04-16 2016-10-20 Transportation Technology Center, Inc. System for inspecting rail with phased array ultrasonics
CN104964834A (zh) * 2015-07-02 2015-10-07 常州市常超电子研究所有限公司 高铁轮辋自动检测液浸探头
CN105067290A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 常州市常超电子研究所有限公司 高铁轮辋水膜接触法探头
US10151625B2 (en) * 2016-07-01 2018-12-11 General Electric Company Inspection system for turbine rotors
CN106114554B (zh) * 2016-07-14 2018-06-01 南京拓控信息科技股份有限公司 一种列车车轮随动式智能探伤系统及方法
ES2909398T3 (es) * 2017-12-11 2022-05-06 Butler Eng & Marketing S P A Unidad para detectar características geométricas de un componente de una rueda con neumático de un vehículo
US10946451B2 (en) * 2018-09-14 2021-03-16 Hegenscheidt-Mfd Gmbh Method and device for the machining of the wheel running surface of wheels for rail vehicles
CN110286158A (zh) * 2019-07-17 2019-09-27 西安热工研究院有限公司 一种可调节入射角度的超声波斜探头
CN110672722B (zh) * 2019-11-07 2022-08-05 山东泰威声电信息技术有限公司 基于电磁超声的机车车轮踏面缺陷在线检测系统及方法
CN112305070B (zh) * 2020-10-23 2022-12-20 中铁山桥集团有限公司 一种60at道岔尖轨横波超声检测对比试块及检测方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3558876A (en) * 1968-10-16 1971-01-26 Servo Corp Of America Train wheel defect detector
US3978712A (en) * 1971-11-17 1976-09-07 Scanning Systems, Inc. Method and apparatus for testing wear, size and residual stress conditions
US4050292A (en) * 1976-10-18 1977-09-27 Krautkramer-Branson, Incorporated Method and apparatus for testing railroad wheels
EP0282615A1 (de) * 1987-03-17 1988-09-21 SIGNALTECHNIK GmbH Anordnung zum Detektieren von Radschäden
FR2689242B1 (fr) * 1992-03-30 1994-07-01 Valdunes Dispositif de mesure automatique des contraintes residuelles dans la jante d'une roue d'un essieu, monte de chemin de fer.
FR2692671B1 (fr) * 1992-06-18 1994-09-30 Valdunes Dispositif de contrôle de la jante d'une roue de chemin de fer.
DE19544217C2 (de) * 1995-01-14 1997-03-20 Fraunhofer Ges Forschung Ultraschallprüfvorrichtung
CH690851A5 (fr) * 1996-11-25 2001-02-15 Speno Internat S A Dispositif de mesure des défauts internes d'un rail par ultrasons.
US5864065A (en) * 1997-11-25 1999-01-26 Amsted Industries Incorporated Test apparatus for a railway wheel

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000005577A1 (de) 2000-02-03
DE59905207D1 (de) 2003-05-28
US6347550B1 (en) 2002-02-19
EP1099113A1 (de) 2001-05-16
EP1099113B1 (de) 2003-04-23
DE19981380D2 (de) 2001-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2200533T3 (es) Dispositivo para la inspeccion ultrasonica.
ES2223057T3 (es) Dispositivo para verificar materiales ferromagneticos.
ES2287042T3 (es) Sensor de radar multihaz asimetrico.
US6553838B2 (en) Detection of anomalies on railroad tracks
ES2301467T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la medicion sin contacto del espesor de paredes de tubos calientes online.
ES2264770T3 (es) Dispositivo para la deteccion del contorno de una superficie de una estructura osea.
ES2230866T3 (es) Procedimiento y aparato para la deteccion de ruedas de vehiculos ferroviarios defectuosas.
ES2291915T3 (es) Dispositivo y procedimiento para la determinacion de la trayectoria de un blanco.
US6833554B2 (en) Laser-induced defect detection system and method
ES2235061T3 (es) Instalacion de ascensor con un dispositivo para determinar la posicion de la cabina.
ES2702961T3 (es) Captadores inductivos de desplazamiento
ES2367366T3 (es) Aparato de alineación de ruedas en 3d sin contacto, sistema y procedimiento del mismo.
ES2702765T3 (es) Captadores inductivos de desplazamiento
ES2746077T3 (es) Dispositivo, procedimiento y sistema para transductor de señales ultrasónicas
US5280719A (en) Measurement of road roughness
ES2329109T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la deteccion de defectos mediante ulttrasonidos.
ES2578053T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la medición de la centralidad de un conductor en un envoltorio aislante
JP2009198362A (ja) 移動体の速度測定装置及び速度測定方法
JP2001318148A (ja) 全方位光波測距計および走行制御システム
KR20150102400A (ko) 마커를 이용한 자기부상 열차용 열차 위치 검출장치
JP2003254740A (ja) 2軸レール変位検出器
ES2291005T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la comprobacion no destructiva mediante ultrasonido de los defectos internos de un acero a laminar, que todavia puede ser bien conformado.
JP3344631B2 (ja) 計測用プリズム装置
JPH07332972A (ja) 軌道測量装置
RU97104136A (ru) Способ измерения диаметра колеса подвижного состава