一种多通道动态无损检测无砟轨道缺陷的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多通道动态无损检测无砟轨道缺陷的装置，包括轨检小车、多通道超声波脉冲发射接收器、计算机、一空气耦合超声发射换能器、多个空气耦合超声接收换能器和一信号放大器，所述空气耦合超声发射换能器与一自适应位移反馈调节装置相连接，多个空气耦合超声接收换能器均匀安装在圆环形支架上，且所述圆环形支架与一双轴位移调节机构相连接，所述自适应位移反馈调节装置和双轴位移调节机构均固定连接在轨检小车的前端。本实用新型专利技术可高效、无损、实时检测出无砟轨道的缺陷，能为高铁的安全运营提供及时预警和有力保障。

A Multi-channel Dynamic Nondestructive Testing Device for Ballastless Track Defects

The utility model discloses a multi-channel dynamic non-destructive testing device for ballastless track defects, which comprises a track inspection trolley, a multi-channel ultrasonic pulse transmitting receiver, a computer, an air-coupled ultrasonic transmitting transducer, a plurality of air-coupled ultrasonic receiving transducers and a signal amplifier. The air-coupled ultrasonic transmitting transducer is connected with an adaptive displacement feedback regulating device. A plurality of air-coupled ultrasonic receiving transducers are evenly mounted on the annular bracket, and the annular bracket is connected with a biaxial displacement adjusting mechanism. The adaptive displacement feedback adjusting device and the biaxial displacement adjusting mechanism are fixed to the front end of the track inspection trolley. The utility model can detect the defects of ballastless track efficiently, nondestructively and in real time, and can provide timely warning and powerful guarantee for the safe operation of high speed railway.

【技术实现步骤摘要】
一种多通道动态无损检测无砟轨道缺陷的装置
本技术是涉及一种多通道动态无损检测无砟轨道缺陷的装置，属于轨道无损检测

技术介绍
基于高速铁路的速度快、运力强和安全准时等优点，现高速铁路已成为我国大力发展的公共交通方式之一，铁路高速化尤其是客运铁路高速化必将是未来的发展趋势。随着高速铁路的迅猛发展，无砟轨道作为一种主要的轨道结构，是由无砟轨道板、CA砂浆层、支撑层和基床构成，其运用范围越来越广。然而近年来，高铁线下结构出现了越来越多的病害，包括线下结构离隙、贯穿裂缝以及CA砂浆层脱空等病害。主要原因一方面是列车高速重载运行过程中会对无砟轨道产生挤压、冲击等作用，导致其内部可能会出现不密实、裂缝或空洞，外部形成损伤层或蜂窝麻层等各种各样的缺陷；另一方面是由于无砟轨道在前期制作中因施工工艺、施工经验可能存在问题，导致本身就存在缺陷；另外，雨雪的侵蚀、环境温度变化等自然灾害下也将导致产生缺陷。因缺陷的存在将严重影响无砟轨道的承载力和耐久性，将会致使无砟轨道结构失效，无法保证高速铁路无砟轨道及线下结构的稳定性和平顺性，而稳定性和平顺性恰恰是保证高铁快速和安全运营的重要前提条件，将直接关系到列车的正常运营和乘客的人身安全。但目前，我国实现无砟轨道缺陷检测主要依靠人工静态检测技术，由于轨道交通用于可供线路检修维护的有效天窗时间仅为2-3小时，且高速铁路的线程又很长，若采用现有的检测手段不仅耗费大量人力物力，而且效率十分低下，检测维护成本很高，以致不能满足轨道安全预警需求，因此研发一种可高效、动态无损检测无砟轨道缺陷的装置将具有重要意义和价值。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题和需求，本技术的目的是提供一种多通道动态无损检测无砟轨道缺陷的装置，以实现高效、无损、实时检测出无砟轨道的缺陷，为高铁的安全运营提供及时预警和有力保障。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种多通道动态检测无砟轨道缺陷的装置，包括轨检小车及设置在轨检小车上的多通道超声波脉冲发射接收器和计算机；其特征在于：还包括一空气耦合超声发射换能器、多个空气耦合超声接收换能器和一信号放大器，所述空气耦合超声发射换能器与多通道超声波脉冲发射接收器的发射接口信号连接，多个空气耦合超声接收换能器与多通道超声波脉冲发射接收器的多个接收接口一对一信号连接，且所述多通道超声波脉冲发射接收器与信号放大器信号连接，所述信号放大器与计算机信号连接；以及，所述空气耦合超声发射换能器与一自适应位移反馈调节装置相连接，多个空气耦合超声接收换能器均匀安装在圆环形支架上，且所述圆环形支架与一双轴位移调节机构相连接，所述自适应位移反馈调节装置和双轴位移调节机构均固定连接在轨检小车的前端。一种实施方案，所述自适应位移反馈调节装置包括安装板A，在所述安装板A上固设有一转动电机，所述空气耦合超声发射换能器固定安装在转动电机的转轴上；在空气耦合超声发射换能器上安装有两个左右对称的激光位移传感器，所述两个左右对称的激光位移传感器均与一连接座固定连接，所述连接座与转动电机的转轴固定连接；并且，在所述安装板A的左或右侧面上安装有垂向位移传感器A，所述安装板A与一纵向位移调节机构A滑动连接，所述纵向位移调节机构A与一横向位移调节机构A滑动连接。一种实施方案，所述双轴位移调节机构包括纵向位移调节机构B和横向位移调节机构B，所述纵向位移调节机构B与横向位移调节机构B滑动连接，所述圆环形支架通过连接臂与安装板B固定连接，所述安装板B与纵向位移调节机构B滑动连接，并且，在所述安装板B的左或右侧面上安装有垂向位移传感器B。进一步实施方案，所述纵向位移调节机构A/B包括纵向支架A/B和纵向电动丝杆调节机构A/B，所述横向位移调节机构A/B包括横向支架A/B和横向电动丝杆调节机构A/B，所述安装板A/B与纵向支架A/B上下滑动连接，所述纵向支架A/B与横向支架A/B横向滑动连接，所述横向支架A/B固定连接在轨检小车的前端。进一步实施方案，所述纵向电动丝杆调节机构A/B和横向电动丝杆调节机构A/B均是由驱动电机、一端固定在驱动电机输出端的丝杆和与丝杆螺纹连接的滑块连接件组成。一种优选方案，在轨检小车的前端还设有导向机构，构成导向机构的导向轮与钢轨滚动连接。一种优选方案，在轨检小车上还设有移动电源。一种优选方案，在轨检小车上还设有无线网络模块。一种优选方案，在轨检小车上还设有定位器。一种优选方案，在轨检小车上还设有摄像仪。与现有技术相比，本技术具有如下有益技术效果：1)、采用的空气耦合超声发射换能器和空气耦合超声接收换能器，既对轨道不产生污染，又实现了非接触式无损检测；2)、实现了一发多收的动态式检测，可实现对全线路进行快速扫描检测，检测效率高，可满足轨道交通检修维护天窗时间短的特点；3)、尤其是，利用多个接收换能器采集反射回波信号，将使得接收的反射回波叠加，使得在某一个方向的辐射能量最大，而在其它方向总和辐射能量较小，从而实现对信号的聚焦作用，使得有用的反射回波信号得到增强，干扰信号得到抑制，进而保证了检测结果的准确性；综上所述，本技术可实现高效、无损、准确、实时检测无砟轨道缺陷，能为高铁的安全运营提供及时预警和有力保障，可为后续轨道维修工作提供有力支撑；因此，本技术相对于现有技术，具有显著进步性和应用价值。附图说明图1为实施例提供的一种多通道动态无损检测无砟轨道缺陷的装置的立体结构示意图；图2为实施例所述装置用于检测工作时的状态图；图3为实施例所述装置的工作原理框图。图中标号示意如下：1、轨检小车；2、多通道超声波脉冲发射接收器；3、计算机；4、空气耦合超声发射换能器；5、空气耦合超声接收换能器；6、信号放大器；7、自适应位移反馈调节装置；71、安装板A；72、转动电机；73、激光位移传感器；74、连接座；75、垂向位移传感器A；76、纵向位移调节机构A；761、纵向支架A；762、纵向电动丝杆调节机构A；77、横向位移调节机构A；771、横向支架A；772、横向电动丝杆调节机构A；8、圆环形支架；9、双轴位移调节机构；91、纵向位移调节机构B；911、纵向支架B；912、纵向电动丝杆调节机构B；92、横向位移调节机构B；921、横向支架B；922、横向电动丝杆调节机构B；93、安装板B；94、连接臂；95、垂向位移传感器B；10、导向机构；101、导向轮；11、钢轨；12、移动电源；13、无线网络模块；14、定位器；15、摄像仪；16、轨道板；17、远程终端；18、自行走动力机构；19、座椅。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步详细描述。实施例请参阅图1和图2所示：本实施例提供的一种多通道动态检测无砟轨道缺陷的装置，包括轨检小车1及设置在轨检小车1上的多通道超声波脉冲发射接收器2和计算机3；还包括一空气耦合超声发射换能器4、多个空气耦合超声接收换能器5和一信号放大器6，所述空气耦合超声发射换能器4与一自适应位移反馈调节装置7相连接，多个空气耦合超声接收换能器5均匀安装在圆环形支架8上，且所述圆环形支架8与一双轴位移调节机构9相连接，所述自适应位移反馈调节装置7和双轴位移调节机构9均固定连接在轨检小车1的前端。本实施例中：所述自适应位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道动态检测无砟轨道缺陷的装置，包括轨检小车及设置在轨检小车上的多通道超声波脉冲发射接收器和计算机；其特征在于：还包括一空气耦合超声发射换能器、多个空气耦合超声接收换能器和一信号放大器，所述空气耦合超声发射换能器与多通道超声波脉冲发射接收器的发射接口信号连接，多个空气耦合超声接收换能器与多通道超声波脉冲发射接收器的多个接收接口一对一信号连接，且所述多通道超声波脉冲发射接收器与信号放大器信号连接，所述信号放大器与计算机信号连接；以及，所述空气耦合超声发射换能器与一自适应位移反馈调节装置相连接，多个空气耦合超声接收换能器均匀安装在圆环形支架上，且所述圆环形支架与一双轴位移调节机构相连接，所述自适应位移反馈调节装置和双轴位移调节机构均固定连接在轨检小车的前端。

【技术特征摘要】
1.一种多通道动态检测无砟轨道缺陷的装置，包括轨检小车及设置在轨检小车上的多通道超声波脉冲发射接收器和计算机；其特征在于：还包括一空气耦合超声发射换能器、多个空气耦合超声接收换能器和一信号放大器，所述空气耦合超声发射换能器与多通道超声波脉冲发射接收器的发射接口信号连接，多个空气耦合超声接收换能器与多通道超声波脉冲发射接收器的多个接收接口一对一信号连接，且所述多通道超声波脉冲发射接收器与信号放大器信号连接，所述信号放大器与计算机信号连接；以及，所述空气耦合超声发射换能器与一自适应位移反馈调节装置相连接，多个空气耦合超声接收换能器均匀安装在圆环形支架上，且所述圆环形支架与一双轴位移调节机构相连接，所述自适应位移反馈调节装置和双轴位移调节机构均固定连接在轨检小车的前端。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述自适应位移反馈调节装置包括安装板A，在所述安装板A上固设有一转动电机，所述空气耦合超声发射换能器固定安装在转动电机的转轴上；在空气耦合超声发射换能器上安装有两个左右对称的激光位移传感器，所述两个左右对称的激光位移传感器均与一连接座固定连接，所述连接座与转动电机的转轴固定连接；并且，在所述安装板A的左或右侧面上安装有垂向位移传感器A，所述安装板A与一纵向位移调节机构A滑动连接，所述纵向位移调节机构A与一横向位移调节机构A滑动连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述纵向位移调...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉洁，陈兴杰，朱文发，柴晓冬，郑树彬，张海燕，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海,31