RU88154U1 - MOBILE VISUALIZATION SYSTEM FOR RAIL DEFECTS IN THE WHOLE VOLUME OF METAL WITH CALCULATION OF RESIDUAL RESOURCE - Google Patents
MOBILE VISUALIZATION SYSTEM FOR RAIL DEFECTS IN THE WHOLE VOLUME OF METAL WITH CALCULATION OF RESIDUAL RESOURCE Download PDFInfo
- Publication number
- RU88154U1 RU88154U1 RU2009121658/22U RU2009121658U RU88154U1 RU 88154 U1 RU88154 U1 RU 88154U1 RU 2009121658/22 U RU2009121658/22 U RU 2009121658/22U RU 2009121658 U RU2009121658 U RU 2009121658U RU 88154 U1 RU88154 U1 RU 88154U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- scanning device
- module
- ultrasonic
- designed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к испытательному оборудованию для проведения ультразвукового неразрушающего контроля и может быть использована для обнаружения дефектов в рельсах, определения их размеров и расчета остаточного ресурса рельса с дефектом. Мобильная система диагностики рельсов содержит компьютер, предназначенный для осуществления управления системой - регистрацию (запись), обработку и представление данных автоматизированного ультразвукового контроля, блок системный, предназначенный для управления сканирующим устройством и коммутации ультразвуковых каналов; сканирующее устройство, предназначенное для обеспечения перемещения комплекта пьезоэлектрических преобразователей по поверхности катания и боковой поверхности головки рельса с программно задаваемым шагом, блок аккумуляторных батарей термостатированный, предназначенный для обеспечения бесперебойного питания всех составных частей системы, в том числе и в условиях низких температур, соединительные кабели, предназначенные для соединения различных составных частей системы. Технический результат - полная автоматизация процесса сканирования, обработки полученных при регистрации данных, определение в результате обработки кода дефекта, его фактических размеров, представление результатов контроля в виде протокола и в виде схематического отображения дефектов на трехмерном изображении рельса, в расчете остаточного ресурса рельса с дефектом, а также расширение температурного диапазона проведения ультразвукового контроля рельсов. The utility model relates to testing equipment for ultrasonic non-destructive testing and can be used to detect defects in rails, determine their dimensions and calculate the residual life of a defective rail. The mobile rail diagnostics system contains a computer designed to control the system - registration (recording), processing and presentation of automated ultrasonic control data, a system unit for controlling a scanning device and switching ultrasonic channels; a scanning device designed to ensure the movement of a set of piezoelectric transducers along the rolling surface and the side surface of the rail head with a programmable step, thermostatic battery pack designed to provide uninterrupted power to all components of the system, including at low temperatures, connecting cables, designed to connect the various components of the system. EFFECT: full automation of the scanning process, processing of data obtained during registration, determination of the defect as a result of processing the code, its actual size, presentation of the inspection results in the form of a protocol and in the form of a schematic display of defects on a three-dimensional image of a rail, in calculating the residual resource of a rail with a defect, as well as expanding the temperature range of ultrasonic monitoring of rails.
Description
Полезная модель относится к испытательному оборудованию для проведения ультразвукового неразрушающего контроля и может быть использована для обнаружения дефектов в рельсах, определения их размеров и расчета остаточного ресурса рельса с дефектом.The utility model relates to testing equipment for ultrasonic non-destructive testing and can be used to detect defects in rails, determine their dimensions and calculate the residual life of a defective rail.
Известно устройство для ультразвукового контроля рельсов (описание полезной модели к патенту РФ №20173, кл. G01N 29/04 К 9/10, 24.10.2001 г.), содержащее установленную на колесах раму, жестко закрепленный с ней П-образный держатель, кронштейн, выполненный в виде овального кольца, фиксирующий узел, выполненный в виде каретки, закрепленные на кронштейне ролики и блоки преобразователей, зафиксированные на центрирующем механизме, выполненном в виде подпружиненного регулируемого держателя, причем преобразователи в блоках установлены герметично с помощью уплотнительных колец и втулки.A device is known for ultrasonic monitoring of rails (description of a utility model for RF patent No. 2017, class G01N 29/04 K 9/10, October 24, 2001) containing a frame mounted on wheels, a U-shaped holder rigidly fixed with it, an arm made in the form of an oval ring, a fixing unit made in the form of a carriage, rollers and converter blocks fixed on the bracket, fixed on a centering mechanism made in the form of a spring-loaded adjustable holder, the converters in the blocks being sealed with sealing rings and bushings.
Недостатком известного устройства является то, что оно имеет значительный вес и проведение ультразвукового контроля с использованием этого устройства не автоматизировано.A disadvantage of the known device is that it has significant weight and the ultrasonic testing using this device is not automated.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для дефектоскопии железнодорожных рельсов (описание полезной модели к патенту РФ №55477, кл. G01N 29/04, 06.12.2005 г.), содержащее регистратор; два акустических блока, в состав которых входят комбинированные электромагнитно-акустическими преобразователями, обеспечивающих формирование сдвиговых поляризованных ультразвуковых колебаний; генераторный блок с дополнительными генераторами зондирующих импульсов с различными несущими частотами; два многоканальных усилительных блока; многоканальный блок индикации; блок синхронизации; два блока обработки информации.Closest to the claimed technical essence and the set of essential features is a device for defectoscopy of railway rails (utility model description to the RF patent No. 55477, class G01N 29/04, December 6, 2005), containing a registrar; two acoustic units, which include combined electromagnetic-acoustic transducers, providing the formation of shear polarized ultrasonic vibrations; a generator unit with additional probing pulse generators with different carrier frequencies; two multi-channel amplification units; multi-channel display unit; synchronization unit; two information processing units.
К недостаткам данного устройства следует отнести то, что оно не позволяет в автоматизированном режиме определить код выявленного в рельсе дефекта, измерять его фактические размеры, а также проводить расчет остаточного ресурса рельса с дефектом.The disadvantages of this device include the fact that it does not allow to automatically determine the code of the defect detected in the rail, measure its actual dimensions, and also calculate the residual resource of the rail with the defect.
Недостатком данного устройства является низкая чувствительность контроля из-за использования электромагнитно-акустических преобразователей.The disadvantage of this device is the low sensitivity of the control due to the use of electromagnetic-acoustic converters.
Задачей полезной модели является создание мобильной системы диагностики рельсов, предназначенной для проведения повторного контроля дефектных сечений рельсов с целью подтверждения наличия дефектов, определения их местоположения и фактических размеров, а также расчета остаточного ресурса рельса с дефектом.The objective of the utility model is to create a mobile rail diagnostic system designed to re-check defective rail sections to confirm the presence of defects, determine their location and actual dimensions, as well as calculate the residual resource of a rail with a defect.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленной мобильной системы диагностики рельсов, заключается в полной автоматизации процесса сканирования, обработки полученных при регистрации данных, определении в результате обработки кода дефекта, его фактических размеров, представлении результатов контроля в виде протокола и в виде схематического отображения дефектов на трехмерном изображении рельса, в расчете остаточного ресурса рельса с дефектом, а также расширении температурного диапазона проведения ультразвукового контроля рельсов.The technical result achieved by using the claimed mobile rail diagnostic system is to fully automate the scanning process, process the data obtained during registration, determine the defect as a result of processing the code, its actual dimensions, present the results of the inspection in the form of a protocol and in the form of a schematic representation of defects in three-dimensional image of the rail, in calculating the residual resource of the rail with the defect, as well as expanding the temperature range of the ultrasonic Rails.
Технический результат достигается тем, что в состав мобильной системы диагностики рельсов входит компьютер, предназначенный для осуществления управления системой, с соответствующими схемами сопряжения и программным обеспечением, блок системный, предназначенный для управления сканирующим устройством и коммутации ультразвуковых каналов, двухкоординатное сканирующее устройство, содержащее широкополосные, широкораскрывные пьезоэлектрические преобразователи, работающие по совмещенной и раздельно-совмещенной схемам измерений, блок аккумуляторных батарей термостатированный, предназначенный для обеспечения бесперебойного питания всех составных частей системы в широком диапазоне температур.The technical result is achieved by the fact that the composition of the mobile rails diagnostics system includes a computer designed to control the system, with appropriate interface circuits and software, a system unit designed to control the scanning device and switching ultrasonic channels, a two-coordinate scanning device containing broadband, wide-opening piezoelectric transducers operating according to combined and separately combined measurement schemes, block kkumulyatornyh thermostated batteries designed to provide uninterrupted power to all components of the system over a wide temperature range.
На Фиг.1 изображена общая схема мобильной системы визуализации дефектов рельса по всему объему металла с расчетом остаточного ресурса.Figure 1 shows a General diagram of a mobile system for visualizing rail defects over the entire volume of metal with the calculation of the residual resource.
На Фиг.2 показан вариант выполнения блока системного.Figure 2 shows an embodiment of a system unit.
На Фиг.3 показан вариант выполнения модуля аналого-цифрового.Figure 3 shows an embodiment of an analog-to-digital module.
Общая схема мобильной системы визуализации дефектов рельса по всему объему металла с расчетом остаточного ресурса изображена на Фиг.1. Система содержит компьютер 1 (Фиг.1), предназначенный для осуществления управления системой - регистрацию (запись), обработку и представление данных АУЗК, блок системный 2, предназначенный для управления сканирующим устройством и коммутации ультразвуковых каналов; сканирующего устройства 3, предназначенного для обеспечения перемещения комплекта ПЭП по поверхности катания и боковой поверхности головки рельса с программно задаваемым шагом; блока аккумуляторных батарей термостатированного 4, предназначенного для обеспечения бесперебойного питания всех составных частей системы, в том числе и в условиях низких температур; соединительные кабели 5, предназначенные для соединения различных составных частей системы.The general scheme of a mobile system for visualizing rail defects over the entire metal volume with the calculation of the residual life is depicted in FIG. 1. The system comprises a computer 1 (Figure 1), designed to control the system - registration (recording), processing and presentation of data AUZK, system unit 2, designed to control the scanning device and the switching of ultrasonic channels; a scanning device 3, designed to ensure the movement of the probe assembly over the rolling surface and the side surface of the rail head with a programmable step; thermostatic battery pack 4, designed to provide uninterrupted power to all components of the system, including at low temperatures; connecting cables 5, designed to connect the various components of the system.
В состав блока системного, предпочтительная схема которого изображена на Фиг.2, входит модуль аналого-цифровой 6; модуль питания блока системного 7, получающий от блока аккумуляторных батарей постоянное напряжение 12 В и вырабатывающий гальванически развязанные от него напряжения, необходимые для питания блока системного, обеспечивающий определенную последовательность включения питании модулей блока системного, а также для передачи в компьютер информации о величинах питающего напряжения и внутренней температуры блока системного; модуль ультразвуковой 8, предназначенный для предварительного усиления эхосигналов и коммутации ультразвуковых каналов по команде, поступающей с модуля аналого-цифрового и принимаемой с помощью приемопередатчика RS485; модуль управления сканирующим устройством 9, обеспечивает прием и передачу сигналов по последовательному каналу в соответствии с протоколом обмена, определяемым стандартом RS-485, вырабатывает программно управляемые сигналы, необходимые для работы шаговых электроприводов сканирующего устройства, а также обрабатывает и передает информацию о состоянии датчиков конечного положения сканирующего устройства; модуль питания двигателей 10, преобразующий входное напряжение 12 В в силовое выходное 27 В, необходимое для питания шаговых приводов сканирующего устройстваThe system unit, the preferred circuit of which is shown in FIG. 2, includes an analog-to-digital module 6; the power module of the system unit 7, which receives a constant voltage of 12 V from the battery unit and generates galvanically isolated voltages from it, which are necessary to power the system unit, providing a certain sequence of powering on the system unit modules, as well as to transmit information about the supply voltage to the computer internal temperature of the system unit; ultrasonic module 8, intended for preliminary amplification of echo signals and switching of ultrasonic channels by a command coming from an analog-to-digital module and received using an RS485 transceiver; control module of the scanning device 9, provides the reception and transmission of signals over the serial channel in accordance with the exchange protocol defined by the RS-485 standard, generates program-controlled signals necessary for the operation of step-by-step electric drives of the scanning device, and also processes and transmits information about the state of the end position sensors scanning device; a motor power module 10 that converts an input voltage of 12 V to a power output of 27 V, necessary to power the stepper drives of the scanning device
В состав модуля аналого-цифрового, предпочтительная схема которого изображена на Фиг.3, входит двенадцатиразрядный быстродействующий аналого-цифровой преобразователь 11 с фильтром низких частот на входе 14, предназначенный для преобразования эхосигналов, поступающих от модуля ультразвукового и усиленных регулируемым широкополосным усилителем 12, управляемым цифроаналоговым преобразователем 13, в цифровую форму; программируемая логическая интегральная схема 19, проводящая цифровую обработку сигналов, поступающих с аналого-цифрового преобразователя 11, и запоминание обработанных сигналов в буферной памяти 15 для последующей передачи в компьютер, а также осуществляющая формирование команд для управления приводами сканирующего устройства; формирователь зондирующего сигнала 18, предназначенный для формирования зондирующего сигнала в виде двуполярного импульса с регулируемой длительностью и амплитудой, а также формирование команд для управления коммутацией каналов МУЗ; приемопередатчик RS485 последовательных цифровых данных с гальванической развязкой 16, предназначенный для приема и передачи команд по последовательному каналу в соответствии с протоколом обмена, а также модуль питания двигателей сканирующего устройства 17.The structure of the analog-to-digital module, the preferred circuit of which is shown in FIG. 3, includes a twelve-digit high-speed analog-to-digital converter 11 with a low-pass filter at input 14, designed to convert echo signals coming from the ultrasonic module and amplified by an adjustable wideband digital-to-analog amplifier 12 a digital converter 13; a programmable logic integrated circuit 19 that digitally processes the signals from the analog-to-digital converter 11 and stores the processed signals in the buffer memory 15 for subsequent transmission to the computer, as well as generating commands for controlling the drives of the scanning device; shaper of the sounding signal 18, intended for the formation of the sounding signal in the form of a bipolar pulse with adjustable duration and amplitude, as well as the formation of commands for controlling the switching channels of the MUS; transceiver RS485 serial digital data with galvanic isolation 16, designed to receive and transmit commands on a serial channel in accordance with the exchange protocol, as well as the power module of the engines of the scanning device 17.
Преобразователи генерируют ультразвуковые колебания и принимают отраженные эхо-сигналы. Сканирующее устройство обеспечивает сканирование преобразователями в процессе контроля как в продольном (вдоль оси рельса), так и в поперечном направлении (поперек рельса) и включает в себя прижимы, представляющие собой шарнирные механизмы для фиксации преобразователей, обеспечения надежного контакта преобразователей с объектом контроля.The transducers generate ultrasonic vibrations and receive reflected echoes. The scanning device provides scanning by the transducers during the monitoring process both in the longitudinal (along the axis of the rail) and in the transverse direction (across the rail) and includes clamps, which are hinged mechanisms for fixing the transducers, ensuring reliable contact between the transducers and the control object.
Для перемещения преобразователей по поверхностям головки рельса в состав сканирующего устройства входит шаговый привод по оси «X» и шаговый привод по оси «Y». В состав сканирующего устройства также входят датчики конечного положения «X HOME» и «Y HOME».To move the transducers along the surfaces of the rail head, the scanning device includes a step drive along the "X" axis and a step drive along the "Y" axis. The scanning device also includes end position sensors “X HOME” and “Y HOME”.
Питание на приводы подается с модуля питания двигателей.Power is supplied to the drives from the motor power module.
Для проведения АУЗК рельсов используются широкополосные, широкораскрывные - с углом раскрыва по уровню 0,1 до 40 градусов - ПЭП, работающие по совмещенной и раздельно-совмещенной схемам измерений.For conducting AUZK rails, broadband, wide-bore — with an aperture angle at a level of 0.1 to 40 degrees — are used probes working according to combined and separately-combined measurement schemes.
Для проведения АУЗК шейки и подошвы рельса используются два совмещенных ПЭП на частоту 2,5 МГЦ с углами ввода 40 град, излучающие навстречу друг другу, а также один прямой ПЭП на частоту 5,0 МГц, работающий в совмещенном режиме. При этом ввод ультразвуковых колебаний вводится с поверхности катания.For conducting AUZK of the neck and bottom of the rail, two combined probes are used at a frequency of 2.5 MHz with input angles of 40 degrees radiating towards each other, as well as one direct probe at a frequency of 5.0 MHz, operating in a combined mode. In this case, the input of ultrasonic vibrations is introduced from the skating surface.
Для проведения АУЗК головки рельса используются два совмещенных ПЭП на частоту 2,5 МГЦ с углами ввода 70 град, излучающие с поверхности катания навстречу друг другу, два прямых ПЭП на частоту 5,0 МГц, работающие в раздельно-совмещенном режиме, один из которых излучает с поверхности катания, другой с боковой грани, а также один прямой ПЭП на частоту 5,0 МГц, работающий в совмещенном режиме, излучающий с боковой грани головки.For conducting AUZK of the rail head, two combined probes are used at a frequency of 2.5 MHz with input angles of 70 degrees, radiating from the rolling surface towards each other, two direct probes at a frequency of 5.0 MHz operating in a separately combined mode, one of which emits from the rolling surface, another from the side face, and also one direct probe on the frequency of 5.0 MHz, operating in a combined mode, emitting from the side face of the head.
Устройство работает следующим образом. Сканирующее устройство устанавливается на контролируемый рельс. Запускается процесс регистрации данных.The device operates as follows. The scanning device is mounted on a monitored rail. The data logging process starts.
После завершения регистрации данных проводится автоматическое определение кода дефекта, автообразмеривание дефектов, по результатам которого формируется окно результатов автоматизированного ультразвукового контроля и Протокол. Кроме того, по результатам автообразмеривания производится расчет остаточного ресурса рельса с дефектом.After the registration of data is completed, an automatic determination of the defect code is carried out, auto-measurement of defects is carried out, the results of which form the window for the results of automated ultrasonic testing and the Protocol. In addition, according to the results of auto-measurement, the residual resource of a rail with a defect is calculated.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009121658/22U RU88154U1 (en) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | MOBILE VISUALIZATION SYSTEM FOR RAIL DEFECTS IN THE WHOLE VOLUME OF METAL WITH CALCULATION OF RESIDUAL RESOURCE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009121658/22U RU88154U1 (en) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | MOBILE VISUALIZATION SYSTEM FOR RAIL DEFECTS IN THE WHOLE VOLUME OF METAL WITH CALCULATION OF RESIDUAL RESOURCE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU88154U1 true RU88154U1 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41353641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009121658/22U RU88154U1 (en) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | MOBILE VISUALIZATION SYSTEM FOR RAIL DEFECTS IN THE WHOLE VOLUME OF METAL WITH CALCULATION OF RESIDUAL RESOURCE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU88154U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536779C1 (en) * | 2013-09-19 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method of determination of rate of corrosion of metal buildings and device for its implementation |
RU2761382C1 (en) * | 2021-03-23 | 2021-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Method for determining speed and type of corrosion |
-
2009
- 2009-06-08 RU RU2009121658/22U patent/RU88154U1/en active IP Right Revival
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536779C1 (en) * | 2013-09-19 | 2014-12-27 | Открытое акционерное общество "Гипрогазцентр" | Method of determination of rate of corrosion of metal buildings and device for its implementation |
RU2761382C1 (en) * | 2021-03-23 | 2021-12-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | Method for determining speed and type of corrosion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3931526B1 (en) | Method of calibrating an ultrasound probe and corresponding inspection apparatus and method | |
CN104865317B (en) | A kind of transmission-type Air Coupling ultrasonic scanning image method | |
CN110045019A (en) | A kind of thin plate Air Coupling ultrasonic Lamb waves total focus imaging detection method | |
CN114295728B (en) | Ultrasonic three-dimensional tomography method for internal defects of complex curved surface workpiece | |
CN104215203A (en) | Ultrasonic-based transformer winding deformation online detection method and system | |
WO2023202222A1 (en) | Automatic sensitivity measurement method for double crystal ultrasonic probe and flaw detection system thereof | |
RU88154U1 (en) | MOBILE VISUALIZATION SYSTEM FOR RAIL DEFECTS IN THE WHOLE VOLUME OF METAL WITH CALCULATION OF RESIDUAL RESOURCE | |
CN109387564B (en) | Lithium ion battery online detection method and device based on lithium dendrite growth | |
CN110196231A (en) | A kind of laser-ultrasound off-line detection device and method increasing material product | |
CN104792884A (en) | Device and method for calibrating relative position of laser pen and ultrasonic probe in ultrasonic detection | |
Kappes et al. | Application of new front-end electronics for non-destructive testing of railroad wheel sets | |
KR20100121818A (en) | System for monitoring wall thinned pipe, and method thereof | |
CN102608123A (en) | Laser ultrasonic detection method for micro defects | |
CN206930739U (en) | Device for detecting corona discharge based on supersonic sounding compensation number of photons | |
Lyu et al. | A simplified integration of multi-channel ultrasonic guided wave system for phased array detection and total focusing imaging | |
CN106053603A (en) | Ultrasonic time-domain detection method for pore defect of epoxy casting insulation part | |
CN210321650U (en) | Monitoring and warning module for pantograph carbon slide block of ultrasonic electric locomotive | |
CN116242513A (en) | In-service nondestructive testing method and system for steel box girder welding line and electronic equipment | |
CN109781241B (en) | Device and method for measuring ultrasonic field distribution based on photoacoustic effect | |
KR101608424B1 (en) | test device for efficient maintenance of railway vehicle | |
RU177780U1 (en) | Device for automated ultrasonic testing of welded joints | |
CN112630300B (en) | Intelligent Internet of things ultrasonic probe system and ultrasonic probe replacement prompting method | |
RU2440568C1 (en) | Method for high-speed detailed ultrasonic inspection of rails | |
RU139458U1 (en) | DIAGNOSTIC COMPLEX OF RAILWELDING ENTERPRISE | |
CN111983032B (en) | Online monitoring method and system for damage of optical element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110609 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20120510 |