轨道垂直裂纹的检测装置和方法制造方法及图纸

提供一种轨道垂直裂纹的检测装置，其包括：间隔预定距离的第一探轮和第二探轮，设置在超声波轮式探伤仪的一侧；第一至第四探头，设置在第一探轮中；第五至第六探头，设置在第二探轮中；其中，第一至第六探头相互配合用于检测不同深度的垂直裂纹。还提供了一种轨道垂直裂纹的检测方法。该装置和方法实现了探轮中探头的紧凑布置，实现了具备垂直裂纹检测功能的自动探伤仪。的自动探伤仪。的自动探伤仪。

【技术实现步骤摘要】
轨道垂直裂纹的检测装置和方法


[0001]本专利技术涉及轨道探伤领域，特别涉及一种轨道垂直裂纹的检测装置和方法。

技术介绍

[0002]钢轨中的平面状裂纹的方向与钢轨长度方向垂直，又称垂直裂纹，易造成断轨事故，为保证铁路系统安全运行，必须将此类缺陷及时检出。
[0003]现有技术中，对在役钢轨的垂直裂纹主要采用串列方式进行扫查，如中国专利申请CN111007146A中，采用沿轨道表面呈直线排列的多个发射探头和接收探头，通过探伤装置沿轨道滑动即可对整个轨道内选定的垂直探伤区域进行全面的探伤扫查。根据其检测原理可知，为了能够检测出处于钢轨内不同高度上的垂直裂纹，需要将连续的高度依次分配给不同的发射探头，从而需要较多数目的发射探头和对应的接收探头，也就是说需要在沿钢轨长度方向提供较大的空间以放置这些探头，因此这种探头布置方式仅适用于手推车式的探伤装置，检测速度慢、受人为因素影响大，不能兼顾快速、全面的检测需求。此外，探头单元在轨道上滑动，磨损严重，阻力较大，并且探头与钢轨的耦合效果也不稳定。
[0004]另外一种检测方式是使用超声波轮式探伤仪，通过带动轮式探头在钢轨上行驶从而进行伤损检测，行驶速度远高于手推式钢轨探伤仪，可以实现比手推式钢轨探伤仪更快的检测速度和伤损检出率。但是在轮式探伤仪中，受皮轮以及探轮尺度限制无法沿钢轨长度方向布置多个用于检测垂直裂纹的探头，这使得难以在轮式探伤仪上实现垂直裂纹的检测，更无法实现高精度的全面检测。

技术实现思路

[0005]针对上述一个或多个问题，本专利技术提供了一种轨道垂直裂纹的检测装置及方法，通过在超声波轮式探伤仪的同一侧设置双探轮来放置多个发射和接收探头，从而实现快速、全面的垂直裂纹检测需求。
[0006]根据本专利技术一方面，提供了一种轨道垂直裂纹的检测装置，其特征在于包括：
[0007]间隔预定距离的第一探轮和第二探轮，设置在超声波轮式探伤仪的一侧；
[0008]第一至第四探头，设置在第一探轮中；
[0009]第五至第六探头，设置在第二探轮中；
[0010]其中，第一至第六探头相互配合用于检测不同深度的垂直裂纹。
[0011]根据本专利技术又一方面，第一探头用于发射超声波，第二至第五探头用于发射和接收超声波，第六探头用于接收超声波。
[0012]根据本专利技术又一方面，探轮的下压距离
△
L为预定距离；优选地，所述预定距离为0.14-0.38R，R为探轮的半径。
[0013]根据本专利技术又一方面，第一至第五探头发射的超声波信号的入射角度为37
°
～45
°
。
[0014]根据本专利技术又一方面，第一探轮和第二探轮内耦合液填充率为预定范围，超声波
轮式探伤仪对第一探轮和第二探轮施加预定压力，第一探轮和第二探轮的半径R为预定长度。
[0015]根据本专利技术又一方面，所述的轨道垂直裂纹的检测装置还包括：设置在第一探轮中的一个或更多个用于检测不同深度的垂直裂纹的第七探头，以及设置在第二探轮中的一个或更多个用于检测不同深度的垂直裂纹的第八探头；优选地，第一探轮中的第一至第四探头以及所述一个或多个第七探头沿着钢轨方向布置，第二探轮中的第五至第六探头以及所述一个或多个第八探头沿着钢轨方向布置；优选地，第一探轮中的第一至第四探头以及所述一个或多个第七探头中一部分沿着钢轨方向布置，另一部分沿着垂直于钢轨的方向布置，第二探轮中的第五至第六探头以及所述一个或多个第八探头一部分沿着钢轨方向布置，另一部分沿着垂直于钢轨的方向布置。
[0016]根据本专利技术又一方面，第一至第六探头沿着超声波轮式探伤仪前进的方向依次布置，第六探头位于第一探头的前方。
[0017]根据本专利技术又一方面，超声波轮式探伤仪的两侧均设置有所述第一和第二探轮；优选地，第一探轮和第二探轮内耦合液填充率为88％-95％，超声波轮式探伤仪对第一探轮和第二探轮施加的预定压力为1000-6000N，第一探轮和第二探轮的半径R为150-250cm。
[0018]根据本专利技术又一方面，还提供了一种轨道垂直裂纹的检测方法，其特征在于包括以下步骤：
[0019]在超声波轮式探伤仪的一侧或两侧设置间隔预定距离的第一探轮和第二探轮；
[0020]在第一探轮中设置第一至第四探头；
[0021]在第二探轮中设置第五至第六探头；
[0022]调整探轮内耦合液填充比率至预定范围，在探轮上施加预定压力，控制探轮在钢轨踏面的下压距离为预定距离；
[0023]在超声波轮式探伤仪行进过程中通过第一至第六探头相互配合检测不同深度的垂直裂纹。
[0024]本专利技术的有益效果为：(1)在轨道探伤仪同一侧的两个探轮中设置多个检测探头，从而实现自动检测钢轨内不同高度处的垂直裂纹；(2)实现轨道垂直裂纹的全面、快速检测。
附图说明
[0025]图1为根据本专利技术一种优选实施方式的双探轮钢轨探伤车主视图；
[0026]图2为根据本专利技术一种优选实施方式的钢轨垂直裂纹检测原理图；
[0027]图3为根据本专利技术一种优选实施方式的双探轮中多个发射/接受探头布置示意图；
[0028]图4为根据本专利技术另一种优选实施方式的垂直裂纹检测装置的示意图；
[0029]图5为根据本专利技术一种优选实施方式的双探轮垂直裂纹检测6探头布置示意图；
[0030]图6为根据本专利技术一种优选实施方式的双探轮垂直裂纹检测7探头布置示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图，通过优选实施例来描述本专利技术的最佳实施方式，这里的具体实施方式在于详细地说明本专利技术，而不应理解为对本专利技术的限制，在不脱离本专利技术的精神和实
质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本专利技术的保护范围之内。
[0032]实施例1
[0033]现有技术中，为了高精度全面检测轨腰中部的垂直裂纹，至少需要沿钢轨方向设置7-10个或更多探头，用于发射和接收超声波，以探测不同深度的裂纹。显然，数量众多的探头难以布置在轮式探伤仪的探轮中，同时，探伤仪本身的自重也有严格的轻量化要求，不能超过行业标准要求的60kg。也就是说，无法随意地增加探轮的数量。这些因素使得在自动探伤仪上难以实现垂直裂纹的高精度检测。
[0034]为此，经过申请人的长期研究，首次提出了本申请的双探轮的钢轨探伤仪，主要采取以下一个或多个技术手段：第一，设置相互配合的双探轮结构；第二，降低探轮内充耦合液填充比率；第三，增加施加在探轮上的压力F，增加探轮在钢轨踏面下压的距离
△
L。如图1所示，在探伤仪的同一侧设置两个检测探轮8，两个探轮内分别放置不同的探头。
[0035]轨腰中部的垂直裂纹的基本检测原理如图2所示，其中F为垂直裂纹缺陷位置，h为缺陷距轨底高度，L为发射探头(第二探头)A和接收探头(第一探头)D之间的距离，发射探头A发出的声波1在缺陷位置F处和轨底发生两次发射后被接收探头D接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道垂直裂纹的检测装置，其特征在于包括：间隔预定距离的第一探轮和第二探轮，设置在超声波轮式探伤仪的一侧；第一至第四探头，设置在第一探轮中；第五至第六探头，设置在第二探轮中；其中，第一至第六探头相互配合用于检测不同深度的垂直裂纹。2.根据权利要求1所述的轨道垂直裂纹的检测装置，其特征在于：第一探头用于发射超声波，第二至第五探头用于发射和接收超声波，第六探头用于接收超声波。3.根据权利要求1或2所述的轨道垂直裂纹的检测装置，其特征在于：探轮的下压距离
△
L为预定距离；优选地，所述预定距离为0.14-0.38R，R为探轮的半径。4.根据权利要求1或2所述的轨道垂直裂纹的检测装置，其特征在于：第一至第五探头发射的超声波信号的入射角度为37
°
～45
°
。5.根据权利要求4所述的轨道垂直裂纹的检测装置，其特征在于：第一探轮和第二探轮内耦合液填充率为预定范围，超声波轮式探伤仪对第一探轮和第二探轮施加预定压力，第一探轮和第二探轮的半径R为预定长度。6.根据权利要求4所述的轨道垂直裂纹的检测装置，其特征在于还包括：设置在第一探轮中的一个或更多个用于检测不同深度的垂直裂纹的第七探头，以及设置在第二探轮中的一个或更多个用于检测不同深度的垂直裂纹的第八探头；优选地，第一探轮中的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冲，
申请(专利权)人：北京新科启源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：