一种非接触式脱空检测装置和脱空检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非接触式脱空检测装置和脱空检测方法，包括探测装置、声波回收装置和信号分析装置，声波回收装置与信号分析装置连接；探测装置向高速铁路的轨道板输出探测声波，探测声波经轨道板内传播形成超声导波，声波回收装置回收超声导波，声波回收装置将超声导波转化为声波信号并输出至信号分析装置；信号分析装置对声波信号进行分析，并获得轨道板的脱空位置。本发明专利技术的优点和有益效果在于：提高了非接触式脱空检测装置的检测效率，降低了检测成本；能够直观准确的判断轨道板的脱空位置；降低了工作人员的疲劳强度，并且还消除了现场操作人员受到高速铁路的电磁波等辐射的风险。

Non contact type cavity detecting device and cavity detecting method

The invention discloses a non-contact detection device and detection method of void void, which comprises a detecting device, recovery device and acoustic signal analysis device, acoustic analysis device and signal recovery device is connected to the output device; detection of high-speed railway track plate detection acoustic, acoustic detection by orbital plate formation of ultrasonic guided wave propagation, wave recovery recovery device of ultrasonic guided wave, acoustic wave recovery device of ultrasonic guided wave will be transformed into the acoustic signal and output to the signal analysis device; signal analysis device to analyze the acoustic signals, and obtain the position of cavity slab. In the present invention has the advantages and beneficial effects: improve the detection efficiency of non contact type void detection device, reduce the detection cost; to judge the track plate accurately the position of cavity; reduce the fatigue strength of the staff, and also eliminates the risk to the operators by the electromagnetic wave radiation of high-speed railway.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式脱空检测装置和脱空检测方法
本专利技术涉及检测领域，特别涉及一种非接触式脱空检测装置和脱空检测方法。
技术介绍
我国通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新相结合，自主研发了CRTSIII型新型无咋轨道板，并成功应用于武黄城际高速与成灌城际高速。无砟轨道取消了传统有砟轨道的轨枕和道床，采用预制的钢筋混凝土板直接支承钢轨，并且在顶板与基础板之间填充CA砂浆或自密实混凝土垫层作为填充层，是一种全新的全面支撑的板式轨道结构。无砟轨道板在使用过程中，往往由于施工质量、列车荷载及温度的作用等诸方面的原因，在顶板与填充层之间会出现相互脱离(亦即脱空的现象)，使得结构的受力状态恶化。严重时，轨道板还可能出现翘曲现象，进一步危害列车的行车安全。现有的检测技术多采用远红外线成像或电磁波技术进行检测，然而远红外线成像技术受外界温度影响较大，不适于在位于野外的高速铁路上工作，而电磁波技术则很容易受到金属介质的影响，造成结果偏差，而轨道板内具有错综复杂的钢筋，因此对利用电磁波技术进行检测造成了极大的障碍。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种非接触式脱空检测装置和脱空检测方法。本技术方案利用空气耦合超声换能器和超声波接收器分别作为探测装置和声波回收装置，实现了非接触式脱空检测装置在不接触轨道板且不使用耦合剂耦合的前提下，即能达到快速自动化检测轨道板的脱空缺陷的效果，并且脱空缺陷检测灵敏度高，同时还提高了非接触式脱空检测装置的检测效率，降低了检测成本。通过利用计算机处理脱空评估系数和位置信息，对脱空位置进行准确定位，并通过显示器在二维坐标系上显示，使工作人员能够直观准确的判断轨道板的脱空位置。通过利用计算机远程无线控制移动车、探测装置和声波回收装置，使得工作人员能够远程操作移动车对轨道板进行检查，降低了工作人员的疲劳强度，并且还消除了现场操作人员受到高速铁路的电磁波等辐射的风险。本专利技术中的一种非接触式脱空检测装置，包括探测装置、声波回收装置和信号分析装置，所述声波回收装置与所述信号分析装置连接；所述探测装置向高速铁路的轨道板输出探测声波，所述探测声波经所述轨道板内传播形成超声导波，所述声波回收装置回收所述超声导波，所述声波回收装置将所述超声导波转化为声波信号并输出至所述信号分析装置；所述信号分析装置对所述声波信号进行分析，并获得所述轨道板的脱空位置。上述方案中，所述探测声波和超声导波分别为超声波。上述方案中，所述探测装置为空气耦合超声换能器，所述声波回收装置为超声波接收器。上述方案中，所述信号分析装置包括计算机，所述计算机对所述声波信号进行分析，所述计算机内设定有额定功率，所述额定功率与探测声波的功率一致，所述计算机通过所述声波信号计算获得所述超声导波的功率，所述计算机将所述超声导波的功率与所述额定功率相除，获得脱空评估系数。上述方案中，所述信号分析装置还包括信号放大器，所述信号放大器分别与所述计算机和所述声波回收装置连接，用于将所述声波回收装置输出的声波信号放大后，输出至所述计算机。上述方案中，所述信号分析装置还包括位置同步装置，所述位置同步装置与所述计算机连接，所述位置同步装置用于实时向所述计算机输出位置信号。上述方案中，所述信号分析装置还包括远程管理系统和显示器，所述远程管理系统与所述计算机连接，用于远程控制所述计算机；所述显示器与所述计算机连接，所述计算机将所述脱空评估系数输出至所述显示器显示。上述方案中，还包括移动车，所述移动车位于所述高速铁路的轨道上并可沿所述轨道的轴向移动，所述探测装置、声波回收和位置同步装置分别固定在所述移动车上，所述探测装置和声波回收装置与所述轨道板之间具有间隙。上述方案中，所述移动车与所述计算机连接，所述计算机控制所述移动车的移动或停止；所述探测装置和声波回收装置分别与所述轨道板形成倾斜角度，并相互对称布置在所述移动车上。一种脱空检测方法，包括以下步骤：S1.工作人员操作计算机使探测装置输出探测声波，探测声波经高速铁路的轨道板上表面传入轨道板的内部；S2.再次操作计算机使移动车在高速铁路的轨道上移动，探测装置随着所述移动车在所述轨道的延伸方向上移动，并沿轨道的延伸方向对轨道板的各个部位依次输出探测超声波；S3.若探测声波在轨道板内部的传播路径未出现脱空部位时，探测声波将在轨道板内部出现少量的反射甚至不反射，此时声波回收装置将接收到强度较小的超声导波甚至接收不到超声导波；若探测声波在轨道板内部的传播路径出现了脱空部位时，探测声波将在脱空部位上出现较强的声波反射，此时声波回收装置将接收到强度较大的超声导波；S4.所述声波回收装置将超声导波转化为声波信号，并经信号放大器放大后输出至所述计算机，所述计算机通过所述声波信号计算获得所述超声导波的功率，所述计算机将所述超声导波的功率与所述额定功率相除，获得脱空评估系数；S5.位置同步装置将所述移动车的位置信息输出至所述计算机；所述计算机将所述移动车的位置信息通过显示器显示；S6.所述计算机还将所述脱空评估系数和所述位置信息在显示器上以二维坐标系的形式显示，其中，横轴为所述位置信息，纵轴为所述脱空评估系数。本专利技术的优点和有益效果在于：本专利技术提供一种非接触式脱空检测装置和脱空检测方法，实现了在不接触轨道板且不使用耦合剂耦合的前提下，即能达到快速自动化检测轨道板的脱空缺陷的效果，脱空缺陷检测灵敏度高，并且提高了非接触式脱空检测装置的检测效率，降低了检测成本；对脱空位置进行准确定位，并通过显示器在二维坐标系上显示，使工作人员能够直观准确的判断轨道板的脱空位置；工作人员能够远程操作移动车对轨道板进行检查，降低了工作人员的疲劳强度，并且还消除了现场操作人员受到高速铁路的电磁波等辐射的风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种非接触式脱空检测装置的结构示意图；图2为本专利技术一种脱空检测方法的流程图；图3为本专利技术一种脱空检测方法中第一模拟轨道板的实验数据；图4为本专利技术一种脱空检测方法中第二模拟轨道板的实验数据；图5为本专利技术一种脱空检测方法中第三模拟轨道板的实验数据。图中：1、探测装置2、声波回收装置3、信号分析装置4、高速铁路5、移动车31、计算机32、信号放大器33、位置同步装置34、远程管理系统35、显示器41、轨道板42、轨道具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利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专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术是一种非接触式脱空检测装置，包括探测装置1、声波回收装置2和信号分析装置3，声波回收装置2与信号分析装置3连接；探测装置1向高速铁路4的轨道板41输出探测声波，探测声波经轨道板41内传播形成超声导波，声波回收装置2回收超声导波，声波回收装置2将超声导波转化为声波信号并输出至信号分析装置3；信号分析装置3对声波信号进行分析，并获得轨道板41的脱空位置。优选的，探测声波和超声导波分别为超声波。优选的，探测装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，包括探测装置、声波回收装置和信号分析装置，所述声波回收装置与所述信号分析装置连接；所述探测装置向高速铁路的轨道板输出探测声波，所述探测声波经所述轨道板内传播形成超声导波，所述声波回收装置回收所述超声导波，所述声波回收装置将所述超声导波转化为声波信号并输出至所述信号分析装置；所述信号分析装置对所述声波信号进行分析，并获得所述轨道板的脱空位置。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，包括探测装置、声波回收装置和信号分析装置，所述声波回收装置与所述信号分析装置连接；所述探测装置向高速铁路的轨道板输出探测声波，所述探测声波经所述轨道板内传播形成超声导波，所述声波回收装置回收所述超声导波，所述声波回收装置将所述超声导波转化为声波信号并输出至所述信号分析装置；所述信号分析装置对所述声波信号进行分析，并获得所述轨道板的脱空位置。2.根据权利要求1所述的一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，所述探测声波和超声导波分别为超声波。3.根据权利要求1所述的一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，所述探测装置为空气耦合超声换能器，所述声波回收装置为超声波接收器。4.根据权利要求1所述的一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，所述信号分析装置包括计算机，所述计算机对所述声波信号进行分析，所述计算机内设定有额定功率，所述额定功率与探测声波的功率一致，所述计算机通过所述声波信号计算获得所述超声导波的功率，所述计算机将所述超声导波的功率与所述额定功率相除，获得脱空评估系数。5.根据权利要求4所述的一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，所述信号分析装置还包括信号放大器，所述信号放大器分别与所述计算机和所述声波回收装置连接，用于将所述声波回收装置输出的声波信号放大后，输出至所述计算机。6.根据权利要求4所述的一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，所述信号分析装置还包括位置同步装置，所述位置同步装置与所述计算机连接，所述位置同步装置用于实时向所述计算机输出位置信号。7.根据权利要求4所述的一种非接触式脱空检测装置，其特征在于，所述信号分析装置还包括远程管理系统和显示器，所述远程管理系统与所述计算机连接，用于远程控制所述计算机；所述显示器与所述计算机连接，所述计算机将所述脱空评估系数输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘永东，张东波，朱文发，张海燕，
申请(专利权)人：潘永东，
类型：发明
国别省市：上海,31