长距离钢轨损伤检测仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种长距离钢轨损伤检测仪，属于铁路安全检测技术领域，包括同步声波产生模块、声波接收模块和超声波分析模块，同步声波产生模块包括超声波换能器、超声波产生器、第一单片机同步控制器、回波检测分析仪和第一无线数据传输机，同步控制模块包括声发射传感器、放大器、第二单片机同步控制器和第二无线数据传输机，超声波分析模块包括声发射采集卡、超声波轨道状态监测分析模块、声发射轨道状态监测分析模块、高速轨道应力监测及应力变化分析模块、轨道断裂/损伤综合分析预警模块和显示器。该检测仪利用超声在固体表面传播特性，将超声能量直接馈入钢轨，可分析出路段的运行情况，及时报告钢轨断裂、裂纹情况。

Long distance rail damage detector

The utility model provides a long distance rail damage detection instrument, which belongs to the field of railway safety detection technology, including synchronous sound wave generating module, acoustic receiver module and ultrasonic analysis module. The synchronous sound wave generating module includes ultrasonic transducer, ultrasonic generator, one singlechip synchronous controller and echo detection. The analyzer and the first wireless data transmission machine include acoustic emission sensor, amplifier, second single chip synchronous controller and second wireless data transmission machine. The ultrasonic analysis module includes acoustic emission acquisition card, ultrasonic track state monitoring and analysis module, acoustic emission track state monitoring analysis module, and high frequency analysis module. Fast track stress monitoring and stress analysis module, rail break / damage comprehensive analysis and early warning module and display. The detector uses ultrasonic propagation characteristics on the surface of the solid, and feed the ultrasonic energy directly into the rail. It can analyze the running situation of the section, and report the fracture and crack of the rail in time.

【技术实现步骤摘要】
长距离钢轨损伤检测仪
本技术属于铁路安全检测
，具体涉及一种长距离钢轨损伤检测仪。
技术介绍
目前用于铁路钢轨检测的方法主要有利用钢轨传递电信号和超声探伤的方法，这些方法对铁路道叉区域的钢轨检测无能为力，不能及时发现道叉区域的钢轨断裂或损伤，存在如下不便：利用钢轨传送电信号，在道叉区域形成断路，无法检测该区域的钢轨状态；超声探伤虽可发现钢轨的断裂情况，但不能长时间在轨监测，不能及时发现钢轨的断裂和损伤情况；在铁路道叉区域另加电信号检测，可对原在轨传输的信号造成干扰。近年来随着科学技术的发展，国际国内研制了很多公知超声产生器和高灵敏度的声发射检测器，公知的“小波分析”，“幅频分析”等分析方法，这些器件和分析方法给创造本技术“长距离钢轨损伤检测仪”提供了确实保障。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的不足，本技术提供了一种长距离钢轨损伤检测仪。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：长距离钢轨损伤检测仪，包括同步声波产生模块、声波接收模块和超声波分析模块；所述同步声波产生模块包括超声波换能器、超声波产生器、第一单片机同步控制器、回波检测分析仪和第一无线数据传输机，所述超声波换能器的信号输入端与所述超声波产生器的信号输出端连接，所述超声波产生器的信号信号输入端与所述第一单片机同步控制器的第一信号输出端连接，所述第一单片机同步控制器的第二信号输出端与所述回波检测分析仪的信号输入端连接，所述回波检测分析仪的信号输出端与所述第一无线数据传输机连接，所述第一无线数据传输机与所述第一单片机同步控制器双向连接；所述同步控制模块包括声发射传感器、放大器、第二单片机同步控制器和第二无线数据传输机，所述放大器的信号输入端与所述声发射传感器的信号输出端连接，所述声发射传感器与所述第二单片机同步控制器双向连接，所述第二单片机同步控制器与所述第二无线数据传输机双向连接，第二无线数据传输机和所述第一无线数据传输机无线连接；所述超声波分析模块包括声发射采集卡、超声波轨道状态监测分析模块、声发射轨道状态监测分析模块、高速轨道应力监测及应力变化分析模块、轨道断裂/损伤综合分析预警模块和显示器，所述声发射采集卡与所述放大器双向连接，所述声发射采集卡的信号输出端分别与所述超声波轨道状态监测分析模块、声发射轨道状态监测分析模块和高速轨道应力监测及应力变化分析模块的信号输入端连接，所述超声波轨道状态监测分析模块、声发射轨道状态监测分析模块和高速轨道应力监测及应力变化分析模块的信号输出端均与所述轨道断裂/损伤综合分析预警模块的信号输入端连接，所述轨道断裂/损伤综合分析预警模块的输出端与所述显示器的信号输入端连接。优选地，所述超声波换能器和超声波发生器均为20-40KHZ超声波装置。本技术提供的长距离钢轨损伤检测仪具有以下有益效果：1.利用超声在固体表面传播特性，将超声能量直接馈入钢轨，摆脱了公知的超声探伤中超声波直接定向传播的问题；2.利用声发射传感器收集超声能量，并恢复成超声电信号；3.可进行长距离(1KM-5KM)检测，摆脱了公知的超声波适合近距离检测的问题；4.可分析出路段的运行情况，及时报告钢轨断裂、裂纹情况；5利用声发射传感器监测静态轨道状态，监听静态轨道声音，判断轨道故障；6.利用声发射传感器，收集列车在轨运行的声音数据，根据声信号幅度变化，频谱变化，判断钢轨的各种损伤；7.利用超声波在轨传输测量轨道应力，给出适时应力数据，并根据应力变化分析轨道的损伤情况；8.也适用于各种固体构件的监测。附图说明图1为轨道上超声波的传播速度与应压力的关系；图2为轨道上应压力随时间的变化曲线；图3为本技术实施例1的长距离钢轨损伤检测仪的整体框图；图4为本技术实施例1的超声波换能器和声发射传感器与列车轨道安装图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术的技术方案和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。实施例1本技术提供了一种长距离钢轨损伤检测仪，具体如图3所示，包括同步声波产生模块、声波接收模块和超声波分析模块；同步声波产生模块包括超声波换能器1、超声波产生器2、第一单片机同步控制器3、回波检测分析仪4和第一无线数据传输机5，超声波换能器1的信号输入端与超声波产生器2的信号输出端连接，超声波产生器2的信号信号输入端与第一单片机同步控制器3的第一信号输出端连接，第一单片机同步控制器3的第二信号输出端与回波检测分析仪4的信号输入端连接，回波检测分析仪4的信号输出端与第一无线数据传输机5连接，第一无线数据传输机5与第一单片机同步控制器3双向连接；本实施例中，超声波换能器1和超声波发生器2均为20-40KHZ超声波装置。同步控制模块包括声发射传感器6、放大器7、第二单片机同步控制器8和第二无线数据传输机9，放大器7的信号输入端与声发射传感器6的信号输出端连接，声发射传感器6与第二单片机同步控制器8双向连接，第二单片机同步控制器8与第二无线数据传输机9双向连接，第二无线数据传输机9和第一无线数据传输机5无线连接；本实施例中第一单片机同步控制器3和第二单片机同步控制器8完成同步控制，第一无线数据传输机5和第二无线数据传输机9完成超声波收发两端控制信息传输。超声波分析模块包括声发射采集卡10、超声波轨道状态监测分析模块11、声发射轨道状态监测分析模块12、高速轨道应力监测及应力变化分析模块13、轨道断裂/损伤综合分析预警模块14和显示器15，声发射采集卡10与放大器7双向连接，声发射采集卡10的信号输出端分别与超声波轨道状态监测分析模块11、声发射轨道状态监测分析模块12和高速轨道应力监测及应力变化分析模块13的信号输入端连接，超声波轨道状态监测分析模块11、声发射轨道状态监测分析模块12和高速轨道应力监测及应力变化分析模块13的信号输出端均与轨道断裂/损伤综合分析预警模块14的信号输入端连接，轨道断裂/损伤综合分析预警模块14的输出端与显示器15的信号输入端连接。本实施例提供的长距离钢轨损伤检测仪尤其适用于高速铁路道岔区域的钢轨断裂检测，它是利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长距离钢轨损伤检测仪，其特征在于，包括同步声波产生模块、声波接收模块和超声波分析模块；所述同步声波产生模块包括超声波换能器(1)、超声波产生器(2)、第一单片机同步控制器(3)、回波检测分析仪(4)和第一无线数据传输机(5)，所述超声波换能器(1)的信号输入端与所述超声波产生器(2)的信号输出端连接，所述超声波产生器(2)的信号信号输入端与所述第一单片机同步控制器(3)的第一信号输出端连接，所述第一单片机同步控制器(3)的第二信号输出端与所述回波检测分析仪(4)的信号输入端连接，所述回波检测分析仪(4)的信号输出端与所述第一无线数据传输机(5)连接，所述第一无线数据传输机(5)与所述第一单片机同步控制器(3)双向连接；所述同步控制模块包括声发射传感器(6)、放大器(7)、第二单片机同步控制器(8)和第二无线数据传输机(9)，所述放大器(7)的信号输入端与所述声发射传感器(6)的信号输出端连接，所述声发射传感器(6)与所述第二单片机同步控制器(8)双向连接，所述第二单片机同步控制器(8)与所述第二无线数据传输机(9)双向连接，第二无线数据传输机(9)和所述第一无线数据传输机(5)无线连接；所述超声波分析模块包括声发射采集卡(10)、超声波轨道状态监测分析模块(11)、声发射轨道状态监测分析模块(12)、高速轨道应力监测及应力变化分析模块(13)、轨道断裂/损伤综合分析预警模块(14)和显示器(15)，所述声发射采集卡(10)与所述放大器(7)双向连接，所述声发射采集卡(10)的信号输出端分别与所述超声波轨道状态监测分析模块(11)、声发射轨道状态监测分析模块(12)和高速轨道应力监测及应力变化分析模块(13)的信号输入端连接，所述超声波轨道状态监测分析模块(11)、声发射轨道状态监测分析模块(12)和高速轨道应力监测及应力变化分析模块(13)的信号输出端均与所述轨道断裂/损伤综合分析预警模块(14)的信号输入端连接，所述轨道断裂/损伤综合分析预警模块(14)的输出端与所述显示器(15)的信号输入端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种长距离钢轨损伤检测仪，其特征在于，包括同步声波产生模块、声波接收模块和超声波分析模块；所述同步声波产生模块包括超声波换能器(1)、超声波产生器(2)、第一单片机同步控制器(3)、回波检测分析仪(4)和第一无线数据传输机(5)，所述超声波换能器(1)的信号输入端与所述超声波产生器(2)的信号输出端连接，所述超声波产生器(2)的信号信号输入端与所述第一单片机同步控制器(3)的第一信号输出端连接，所述第一单片机同步控制器(3)的第二信号输出端与所述回波检测分析仪(4)的信号输入端连接，所述回波检测分析仪(4)的信号输出端与所述第一无线数据传输机(5)连接，所述第一无线数据传输机(5)与所述第一单片机同步控制器(3)双向连接；所述同步控制模块包括声发射传感器(6)、放大器(7)、第二单片机同步控制器(8)和第二无线数据传输机(9)，所述放大器(7)的信号输入端与所述声发射传感器(6)的信号输出端连接，所述声发射传感器(6)与所述第二单片机同步控制器(8)双向连接，所述第二单片机同步控制器(8)与所述第二无线数据传输机(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：张培培，姬冠妮，张殿富，
申请(专利权)人：西安交通工程学院，
类型：新型
国别省市：陕西,61