一种钢轨应力的无损快速检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于钢轨内应力测量技术领域，公开了一种钢轨应力的无损快速检测装置，设置有在钢轨上推动的测量车；夹紧装置，固定安装在测量车底部；温度传感器，固定安装在测量车底部，并对准钢轨设置；电磁转换装置和信号传感器，固定安装在夹紧装置上，紧贴钢轨表面设置；检测主机箱，固定在测量车的内部，分别与温度传感器、电磁转换装置和信号传感器电连接。该钢轨应力的无损快速检测装置能无损、快速、简便的测出铁轨中内应力的大小，便于工务部门根据测量结果及时的做出放散处理，保证铁路安全运行。采用无损检测内应力的方法，是依据铁轨内磁场和内应力的关系，提出一种根据磁场反馈信号强弱来测量铁轨内应力的大小。

A non-destructive and fast testing device for rail stress

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨应力的无损快速检测装置
本技术属于钢轨内应力测量
，尤其涉及一种钢轨应力的无损快速检测装置。
技术介绍
轨道是铁路工务工程的核心，它由钢轨、轨枕(包括道床)、道岔及固定钢轨的道钉、螺旋道钉、弹条、扣件、防爬件、垫板等组成。由于钢轨在环境温度变化时产生热胀冷缩，势必在钢轨内部产生比较大的纵向温度应力，当温度升高时，钢轨由于受热膨胀会受到很大的压应力，容易发生胀轨；而当温度降低时，又由于遇冷收缩而受到很大的拉应力，钢轨容易断裂，特别是在环境温度突变时，钢轨的胀轨及断裂都易发生重大事故。随着地铁和高速铁路的快速发展，随着铁路的多次提速与生产技术提高，很多铁轨也由当年的四五十米一根换成了焊接成型的长轨，而焊接起来的长轨在800米至1000米一根，热胀冷缩现象也就更明显，尤其是在拐弯的地方，在轨道后期维护中，检测出钢轨温度应力对预防胀轨和断裂至关重要，及时的消除这种隐患对列车行驶安全起到重要的保障作用。为了防止铁轨因为内应力造成事故，人们用各种方法测量铁轨应力大小，进而放散使铁轨这种胀缩的现象得到缓解。当轨温和锁定轨温不同时，轨内产生相应的应力，温差越大，应力也随之增大，为避免钢轨强度和线路稳定被破坏，采取定期放松夹板和扣件来放散应力。目前，铁磁材料常用的检测现有技术是这样的：X射线法：X射线法可以利用X射线穿透金属晶格时，发生衍射的原理来测量金属材料具有应力的晶格与晶格之间的应变，从而无损定量金属表面的一种方法。电阻应变片法：电阻应变片是利用导体或半导体的电阻应变效应进行检测，具体就是将应变片无间隙的贴在试件上，使之随着试件的应变一起收缩变化，从而使导体或半导体的电阻其电阻值发生改变，利用这一电阻应变效应来测试金属的应变，记录载荷和应变成比例的变化曲线，可以得到应力值得大小。金属磁记忆检测法：金属磁记忆检测技术是指在载荷和地磁场共同作用下，铁磁材料在加工和运行时，铁磁材料表面的应力和变形集中区域会发生磁踌组织定向的和不可逆的重新取向排列，这种不可逆的磁状态变化在工作载荷撤去将会被保留，利用这种特殊的‘记忆’功能来进行受力检测。以上测试手段技术要求高，检测精度差，所以实际应用很少。目前铁路行业是采用设定锁定轨温的方式，每年定期对钢轨进行应力放散，日常用测量钢轨表面温度或钢轨爬行等间接方式检测钢轨应力，温度每变化1度估测应力增加2吨。目前也有直接测量钢轨应力的检测仪，但是铁路部门基本不用，因为需要对钢轨施加一个侧向或者向上的力，通过测取铁轨形变大小，换算测得铁轨的应力大小，这种检测方式需要拆除10米以上铁轨的道钉、压板，将钢轨顶起来，需要花费大量的时间与人力，非常不实用。另外，这种方式对铁轨会造成一定的损伤，这也是最为关键的。所以专利技术一种快捷无损的铁轨内应力测量设备就显得尤为重要。综上所述，现有技术存在的问题是：在传统的铁磁性材料应力检测方法中，大多数方法要么测试非常复杂，要么成本很高，要么只能检测比较表面的应力。最关键的问题是，检测的精度和重复性无法保证。解决上述技术问题的难度在于：1、现有技术不能提供稳定可靠的磁激励信号。2、微弱反馈信号的采集和滤波、放大存在较大难度。3、温度、应力和反馈信号的函数关系难以确定。解决上述技术问题的意义在于：采用应力测量技术，并将其应用在钢轨应力检测中，针对上述在应用中技术难点的解决，可以准确的测量钢轨中存在的温度应力，精度高，重复性好，很好解决了目前铁路行业钢轨应力的准确测量问题。应用在铁路钢轨检测中，降低了劳动成本，提高了工作效率，保证了人身安全。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种钢轨应力的无损快速检测装置。本技术是这样实现的，一种钢轨应力的无损快速检测装置，所述钢轨应力的无损快速检测装置设置有测量车，所述测量车可以在钢轨上推动；夹紧装置固定安装在测量车底部，测量时保证传感器和钢轨贴紧；红外线温度传感器固定安装在测量车底部对准钢轨，实时测量钢轨的温度；电磁转换装置和信号传感器固定安装在夹紧装置上，测量时紧贴钢轨表面；检测主机箱，固定在测量车的内部，分别与温度传感器、电磁转换装置和信号传感器电连接。整套测试系统采用聚合物锂电池供电，方便野外使用。进一步，所述测量车的内部安装有检测主机箱，所述检测主机箱上端分别安装有电池和显示屏；所述测量车的顶部嵌装有充电口和电源开关，所述充电口通过电源开关与电池电连接；所述测量车的内部固定安装有夹紧装置，所述检测主机箱分别与温度传感器、夹紧装置电连接。进一步，所述测量车的前后两端均活动安装有车轮和绝缘轮。首先，将测试车通过底部的两个绝缘轮放置在钢轨上，然后推至需要测量应力的钢轨位置，通过调节第二旋紧手柄使夹紧装置准确固定在钢轨上，再调节第一旋紧手柄使电磁转换装置和信号传感器紧密贴在测试点的钢轨表面，测试准备工作完成。打开主机电源，系统开始工作。10Hz信号发生器发出信号通过功率放大器驱动电磁转换装置，在钢轨内产生激励磁场，钢轨内部反馈的信号被信号传感器接收，经过信号放大带通滤波传输给AD采样，经AD采样后信号送达单片机。同时，功率放大出来的另一路信号经正弦波零点判断也被传输到单片机，所有数据经单片机处理后传输给安卓系统，安卓系统进行温度修正后在显示屏上显示测试结果。安卓系统带有存储和数据上传功能，在完成测试后，测试数据自动保存在本地，同时上传到服务器，如需要现场打印测试结果，也可以外接打印机现场打印。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：该钢轨应力的无损快速检测装置能无损、快速、简便的测出铁轨中应力的大小，便于工务部门依据测试结果及时的对钢轨做出放散处理，保证铁路安全运行。采用无损检测铁轨内应力的方法，依据铁轨内磁场和内应力的关系，提出一种根据磁场反馈信号强弱来测量铁轨内应力的大小，该方法不受长、短轨的限制，也不受铁路区段有车辆运行限制，测量方便快捷，可在我国铁路系统中广泛推广使用，大大提高了铁路施工人员的工作效率和安全保障。该钢轨应力的无损快速检测装置针对目前铁路系统安全所面临的具体问题而设计，实现了各种铁路段钢轨应力的无损快速测量，因为花费时间、人力少，也对铁路应力测量人员的人身安全提供了保障。本装置对长、短轨无要求，对运行环境也无特定要求，无需介入铁路运行系统获取信息，独立运行，使用方便运行成本低，便于大面积推广。附图说明图1是本技术实施例提供的钢轨夹紧装置示意图。图2是本技术实施例提供的测量车的侧面结构示意图。图3是本技术实施例提供的测量车的正面结构示意图。图4是本技术实施例提供的钢轨应力的无损快速检测装置的工作原理图。图5是本技术实施例提供的10Hz信号发生器的电路原理图。图6是本技术实施例提供的功率放大器的电路原理图。图7是本技术实施例提供的带通滤波放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨应力的无损快速检测装置，其特征在于，所述钢轨应力的无损快速检测装置设置有在钢轨上推动的测量车；/n夹紧装置，固定安装在测量车底部；/n温度传感器，固定安装在测量车底部，并对准钢轨设置；/n电磁转换装置和信号传感器，固定安装在夹紧装置上，紧贴钢轨表面设置；/n检测主机箱，固定在测量车的内部，分别与温度传感器、电磁转换装置和信号传感器电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢轨应力的无损快速检测装置，其特征在于，所述钢轨应力的无损快速检测装置设置有在钢轨上推动的测量车；
夹紧装置，固定安装在测量车底部；
温度传感器，固定安装在测量车底部，并对准钢轨设置；
电磁转换装置和信号传感器，固定安装在夹紧装置上，紧贴钢轨表面设置；
检测主机箱，固定在测量车的内部，分别与温度传感器、电磁转换装置和信号传感器电连接。


2.如权利要求1所述的钢轨应力的无损快速检测装置，其特征在于，所述测量车的内部安装有与检测主机相连接的聚合物锂电池。


3.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵魁龙，
申请(专利权)人：陕西科维铁路测量技术有限公司，中国国家铁路集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61