本发明专利技术提供一种轨道板缺陷检测装置及其检测方法，包括以固定距离锤击轨道板的激振器、用于测量激振点产生的声波信号的声波传感器和若干个用于测量轨道板振动信号的振动传感器，各振动传感器对应环绕在激振点的周围，声波传感器较振动传感器靠近激振点，两种传感器相结合的方法解决了传统的检测方法存在的无法兼顾轨道板表面和内部病害检测的矛盾，并便于采用统一指标进行分析，且声波传感器作为辅助检测，可以检测轨道板材料或结构内部存在的缺陷，与振动传感器的检测形成交叉验证，提高检测效果的准确性。高检测效果的准确性。高检测效果的准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种轨道板缺陷检测装置及其检测方法
[0001]本专利技术涉及无损检测领域，特别是涉及一种轨道板缺陷检测装置及其检测方法。
技术介绍
[0002]高速铁路轨道一般采用无砟轨道作为道床结构，以图1常见的CRTSII型板式为例，轨道结构由轨道板1、砂浆充填层2、混凝土底座3、扣件4、钢轨5、垫板6等组成。在轨道长期运营阶段，受到温度、车辆荷载、雨水等因素的影响，轨道板结构可能出现脱空、蜂窝、裂缝等缺陷和病害。轨道板的缺陷和病害不仅会缩短轨道板的使用寿命，还会增强轨道的不平顺性，破坏行车的平稳性，严重时甚至会影响行车安全。因此，轨道板快速检测不仅可以缩短轨道的养护和维修成本，还可以提高轨道结构的耐久性和安全性。
[0003]目前对于轨道板检测主要有以下解决方案。工程中采用的检测方法主要为局部检测方法，其中包括超声波检测、弹性波检测、激光检测等检测方法。申请号为CN201720486897.2的中国专利提出了一种采用超声波检测的非接触式方法，探测装置向轨道板输出探测声波，探测声波经轨道板形成超声导波，声波回收分析装置回收超声导波信号并进行分析，获得轨道板的脱空病害位置。但是，超声导波由于频率较低，在混凝土结构的传播过程中能量衰减快，测量深度有限，并且非接触式接触中的空气耦合技术所用的换能器材料存在与空气声阻抗不匹配的问题，并且轨道板的蜂窝缺陷会影响检测结果的灵敏性和准确性。申请号为CN201510170451.4的中国专利提出一种利用弹性波检测的方法，在检测前先在顶板上划分网格作为测点，用激振装置使轨道板产生振动，通过收集激振弹性波频率和脱空面弹性波反射频率并比较两者之间的关系，从而检测轨道板是否发生脱空现象。但是，弹性波检测方法每次检测都需要重新布置测点，过程繁琐，工期较长，施工期间影响轨道正常运营。申请号为CN201810313646.3的中国专利提出了一种采用激光检测的接触式方法，探测装置向轨道板发射激光信号，通过采集反馈信号对轨道板进行变形检测。激光检测仅能对轨道板的表面进行检测，而无法深入分析轨道板内部的病害特征。
[0004]总体而言，现有的轨道板脱空与缺陷检测装置的原理方法比较单一，未能全面地反映轨道板的物理力学特征，不同的检测原理存在各自的局限性，难以得到交叉利用。并且检测方式为定点检测，需要人工提前布置众多的传感器，检测过程较为繁琐，人力成本高，对作业人员的从业经验和素质要求较高，检测速度低，灵活性较低，未能根据实际的工程需要更换适宜的检测方法。检测数据的处理与分析步骤无法能够在检测现场进行，具有一定的滞后性，未能实时换取检测结果。而且，目前对于轨道板进行振动检测的激振荷载源多采用小锤、回弹仪等仪器，此类激振器需要人工操作，激振荷载的大小和位置无法保持一致，激振效果有赖于从业人员的经验，因此无法满足快速检测轨道板病害的需求。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种轨道板缺陷检测装置及其检测方法，以解决上述技术问题，通过激振器对轨道板进行锤击并产生振动和声波，进而采用振动传感器接受轨道板的
振动信号，采用声波传感器测量激振点产生的声波信号，两种传感器的结合可以较全面地检测轨道板的物理状态，准确反映了轨道板的力学特征。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：提供一种轨道板缺陷检测装置，包括以固定距离锤击轨道板的激振器、用于测量激振点产生的声波信号的声波传感器和若干个用于测量轨道板振动信号的振动传感器，各所述振动传感器对应环绕在所述激振点的周围，所述声波传感器较所述振动传感器靠近所述激振点。
[0007]优选的，所述激振器、所述声波传感器和所述振动传感器设置在移动机架上，所述移动机架可移动设置在轨道板上，且所述移动机架上设有用于检测和控制其位移量的测距机构。
[0008]优选的，所述移动机架上设有若干个可伸缩支架，所述可伸缩支架分别与各所述振动传感器一一对应，所述振动传感器固定在对应的所述可伸缩支架的伸缩端，并随所述伸缩端接触或脱离轨道板。
[0009]优选的，所述移动机架上设有用于储存所述声波传感器和所述振动传感器探测到的数据的数据存储设备、及用于读取和分析所述数据存储设备中数据的移动式便携设备。
[0010]优选的，所述移动机架上设有用于生成轨道板图像的摄像机构，所述移动式便携设备与所述摄像机构电连接并标记轨道板图像上的缺陷。
[0011]优选的，所述移动机架上均布有若干个均设有数据传输和电源接口的固定区，各所述固定区上可拆卸连接有用于集成所述数据存储设备、所述测距机构和所述激振器的集成箱。
[0012]优选的，所述激振器包括激振体及通过电磁力吸住和释放所述激振体的电磁吸附组件，所述激振体位于轨道板的上方且沿竖直方向锤击轨道板。
[0013]优选的，所述电磁吸附组件和所述激振体之间连接有用于辅助所述激振体复位的弹簧。
[0014]优选的，所述激振体外侧设有用于导向所述激振体且不导磁的激振壳体，所述激振壳体的内腔呈与所述激振体外形结构相匹配的直筒状结构，所述激振体与所述直筒状结构的内壁之间滑动连接。
[0015]还提供一种轨道板缺陷检测方法，包括如下步骤：
[0016]S1、移动到位：测距机构通电工作，记录移动机架的起始位置，且通过控制器设定移动机架前行的距离；
[0017]S2、开启可伸缩支架：移动机架前行至轨道板上的待测点后，可伸缩支架向下延伸，将各传感器压紧在轨道板上；
[0018]S3、生成图像：打开摄像机构生成轨道板图像；
[0019]S4、选择适配的激振参数：根据测量需要，选择相应重量和位置的激振体，并设定电磁吸附组件吸住和释放激振体的次数；
[0020]S5、记录和分析各项信号：开启数据存储设备并收集各振动传感器和各声波传感器分别检测到的轨道板的振动信号与声波信号，开启移动式便携设备读取数据存储设备中的检测数据，通过将检测数据与移动式便携设备中的历史数据进行比对，得出轨道板是否存在缺陷以及缺陷类型的初步判断，且对应标记在摄像机构生成的轨道板图像中；
[0021]S6、收起可伸缩式支架：可伸缩式支架回缩，振动传感器脱离轨道板，移动机架移
动至下一测点，重复S2
‑
S5测量过程，综合分析并完成检测报告。
[0022]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0023]第一、各振动传感器对应环绕在激振点的周围，声波传感器较振动传感器靠近激振点，两种传感器相结合的方法解决了传统的检测方法存在的无法兼顾轨道板表面和内部病害检测的矛盾，并便于采用统一指标进行分析，且声波传感器作为辅助检测，可以检测轨道板材料或结构内部存在的缺陷，与振动传感器的检测形成交叉验证，提高检测效果的准确性。
[0024]第二、移动机架上设有若干个可伸缩支架，可伸缩支架分别与各振动传感器一一对应，振动传感器固定在对应的可伸缩支架的伸缩端，并随伸缩端接触或脱离轨道板，在使用时，通过可伸缩支架压紧在轨道板上，在移动时，将可伸缩支架收回，方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轨道板缺陷检测装置，其特征在于，包括以固定距离锤击轨道板的激振器、用于测量激振点产生的声波信号的声波传感器和若干个用于测量轨道板振动信号的振动传感器，各所述振动传感器对应环绕在所述激振点的周围，所述声波传感器较所述振动传感器靠近所述激振点。2.根据权利要求1所述的轨道板缺陷检测装置，其特征在于，所述激振器、所述声波传感器和所述振动传感器设置在移动机架上，所述移动机架可移动设置在轨道板上，且所述移动机架上设有用于检测和控制其位移量的测距机构。3.根据权利要求2所述的轨道板缺陷检测装置，其特征在于，所述移动机架上设有若干个可伸缩支架，所述可伸缩支架分别与各所述振动传感器一一对应，所述振动传感器固定在对应的所述可伸缩支架的伸缩端，并随所述伸缩端接触或脱离轨道板。4.根据权利要求3所述的轨道板缺陷检测装置，其特征在于，所述移动机架上设有用于储存所述声波传感器和所述振动传感器探测到的数据的数据存储设备、及用于读取和分析所述数据存储设备中数据的移动式便携设备。5.根据权利要求4所述的轨道板缺陷检测装置，其特征在于，所述移动机架上设有用于生成轨道板图像的摄像机构，所述移动式便携设备与所述摄像机构电连接并标记轨道板图像上的缺陷。6.根据权利要求5所述的轨道板缺陷检测装置，其特征在于，所述移动机架上均布有若干个均设有数据传输和电源接口的固定区，各所述固定区上可拆卸连接有用于集成所述数据存储设备、所述测距机构和所述激振器的集成箱。7.根据权利要求1或6所述的轨道板缺陷检测装置，其特征在于，所述激振器包括激振体及通过电磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛亚东，方晓正，贾非，郭春生，袁钊，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。