[發明專利]一種無縫線路鋼軌的檢測裝置

有效

• 申請號: 201310086420.1
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN103217475A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 余祖俊;許西寧;朱力強;史紅梅;郭保青
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

技術領域

本發明涉及鋼軌檢測領域，尤其涉及一種無縫線路鋼軌的檢測裝置。

背景技術

隨著高速鐵路的飛速發展，無縫線路在全世界范圍內得到了廣泛推廣和應用。無縫線路在一定程度上消除了鋼軌接縫，減少了列車振動，降低了噪聲，使列車運行平穩、線路設備和機車車輛的使用年限延長。但隨著軌縫的消失，由于鋼軌接頭阻力和道床縱向阻力的作用，被焊接在一起的數十根甚至更多鋼軌在軌溫變化時便不能自由伸縮，于是鋼軌中將產生縱向溫度應力。長鋼軌的溫度相對于鎖定軌溫變化1℃，鋼軌固定區內縱向應力變化2.43MPa（兆帕斯卡），若軌溫變化50℃，則鋼軌內應力變化為121.5MPa。可見無縫線路長鋼軌所承受的溫度應力要比普通鋼軌大得多，當溫度應力超過鋼軌的承受限度時，就會在扣件阻力小或路基條件差的區域釋放能量，當應力過大時，會發生脹軌、跑道；當應力超過臨界值后，會發生斷軌。歷史上由于脹軌、斷軌導致的事故時有發生。從1968年至2003年，我國鐵路無縫線路因脹軌跑道造成列車脫線的重大事故共計發生22起，造成了巨大生命財產損失。斷軌事件也偶爾出現，除了焊接質量等人為因素外，鋼軌縱向溫度應力有著直接影響。因此，能夠實時在線監測無縫線路的鋼軌狀態，隨時準確掌握鋼軌的實際縱向溫度應力，對已經發生斷軌的路段在列車到達前提前預警，對確保無縫線路的安全運營顯得尤為重要。

斷軌檢測與應力檢測是目前鋼軌檢測中比較重要的兩個檢測項目。

1）國內外的斷軌檢測技術從檢測原理上可分為：基于軌道電路原理和基于非軌道電路原理。

基于軌道電路原理的檢測方法有牽引回流實時斷軌檢測方法、準軌道電路實時斷軌檢測方法；目前斷軌在線監測技術，主要都是依靠軌道電路，但采用軌道電路原理實現斷軌檢測時受道床、電氣條件限制，有一定的局限性。

基于非軌道電路的斷軌實時檢測技術主要有：光纖實時斷軌檢測方法、應力實時斷軌檢測方法。光纖實時斷軌檢測方法是使用由環氧樹脂膠帶貼于軌道上的標準單模光纖進行檢測；光纖的一端接光源，另一端為接收器，如果鋼軌發生折斷，光纖將隨之發生破裂，光線將不能到達接收器，由此判斷發生斷軌；但該方法只適用于短軌道檢測，局限性較大。應力實時斷軌檢測方法使用一些應力測量傳感器，每隔一定距離安裝在軌腰上，通過使用相應的分析技術，對傳感器檢測到的應力和溫度變化進行計算和比較，某些壓力和溫度的組合可以表明斷軌、軌道變形或兩者兼而有之；但該方法性能指標較差，研究開發價值不高。

2）現有的鋼軌應力檢測技術通常采用的臨界角折射法測量材料應力，測量結果反映的是材料表面以下超聲傳播時經過路徑內的應力變化情況，無法反映整個材料內部的平均應力。

并且，現有的技術沒有對鋼軌的斷軌與應力同時進行在線檢測的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種無縫線路鋼軌的檢測裝置，提高了檢測精度及效率，保障了行車安全。

一種無縫線路鋼軌的檢測裝置，該裝置包括：超聲導波發射探頭、超聲導波接收探頭、數據分析模塊；

所述超聲導波發射探頭的前后兩側分別設有一組超聲導波接收探頭；其中每一組超聲導波接收探頭均包括兩個沿鋼軌方向設置的超聲導波接收探頭，根據所述兩個沿鋼軌方向設置的超聲導波接收探頭接收信號的先后順序確定所檢測的線路；

所述每一組超聲導波接收探頭的輸出端與數據分析模塊連接；所述數據分析模塊，用于根據超聲導波接收探頭接收的超聲導波信號進行應力及斷軌點檢測。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，在無縫線路鋼軌中激發出超聲導波信號，通過遠端接收裝置，采集超聲導波信號，通過對信號的處理與分析，實現無縫線路鋼軌的斷軌與應力檢測。可隨時準確掌握鋼軌的實際縱向溫度應力，對已經發生斷軌的路段在列車到達前提前預警，對保障高速鐵路的安全運行具有重要的實用價值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例一提供的一種無縫線路鋼軌的檢測裝置的示意圖；

圖2為本發明實施例一提供的一種無縫線路鋼軌的檢測裝置中各模塊的布置示意圖；

圖3為本發明實施例一提供的一種信號驅動模塊的示意圖；

圖4為本發明實施例一提供的一種信號采集模塊的示意圖。

具體實施方式