[發明專利]一種基于漏磁和感應電流的鋼軌無損檢測裝置

有效

• 申請號: 201610081881.3
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105548344B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 伍劍波
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N27/82
• 分類號: G01N27/82
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

本發明公開了一種基于漏磁和感應電流的鋼軌無損檢測裝置，其構成包括弓形結構的導磁鐵，設置在導磁鐵兩端的永久磁鐵，設置在永久磁鐵下端面和設置在導磁鐵中部的磁敏傳感器，以及信號調理電路、采集卡和計算機；磁極方向相反設置在導磁鐵兩端的永久磁鐵與待檢測鋼軌、導磁鐵形成閉合磁化回路；磁敏傳感器、信號調理電路、采集卡和計算機依次連接，檢測裝置運行時，磁敏傳感器拾取鋼軌電磁場變化信號，且將電磁場變化信號轉化為電信號，電信號經信號調理電路放大、濾波后，由采集卡進行A/D轉換，提供給計算機進行分析處理，得到鋼軌的缺陷信息。本發明能夠現對鋼軌橫/縱向、內/外部缺陷進行高速無損檢測，且裝置結構簡單、制造成本低。

技術領域

本發明涉及無損檢測領域，具體涉及一種基于漏磁和感應電流的鋼軌無損檢測裝置，可同時實現對鋼軌橫/縱向、內/外部缺陷的高速無損檢測。

背景技術

隨著國內高鐵網絡建設的迅速推進，以及“高鐵走出國門”戰略的逐漸落實，高速鐵路發展迅猛。目前，我國投入使用的高速列車運行速度為200～350km/h，中國南車于2014年初制造的CIT500型高速列車試驗速度達到了605km/h。運行安全是高速鐵路運營的基礎條件，稍有不慎往往會造成災難性的安全事故，其中，鋼軌狀態直接關系到運輸安全。目前，鋼軌無損檢測技術主要有超聲波、機器視覺、交變渦流、交變電磁場檢測、漏磁檢測等技術。

美國Sperry公司研制了最高檢測速度80km/h的鋼軌壓電超聲探傷車，通常檢測速度為45km/h。但由于壓電超聲檢測(UT,1929年俄國Sokolov)存在激勵與檢測頻率匹配問題而限制了檢測速度的進一步提高。另外，該類探傷方法還有電磁超聲與激光超聲，均只能運行在32km/h的速度左右。

法國國營鐵路公司(SNFC)通過高速攝像機來對鋼軌波紋缺陷進行檢測，速度可達320km/h。北京交通大學對鋼軌表面缺陷視覺檢測系統進行了研究，搭建的鋼軌探傷試驗平臺在100km/h速度下可檢測表面寬度1mm的裂紋。但是，光學圖像法只能檢測鋼軌的表面狀態，不能檢測內部損傷。

德國聯邦材料研究測試研究所采用渦流技術進行鋼軌檢測，Eurailscout公司進一步開發了UDT02型鋼軌探傷車，最高檢測速度可達80km/h。然而，渦流檢測由于存在趨附效應而對內傷檢測失效。

2000年，在Bombardier公司的支持下，TSC公司開發出了鐵路軌道交變電磁場(ACFM)檢測系統，通過增加采樣頻率至50kHZ時，手動系統可實現2.7km/h的檢測時速。與渦流檢測技術相同，ACFM同樣具有趨附效應而不能檢測內傷。

1927年，Elmer Sperry博士應美國鐵路聯盟的要求，研制了世界上第一輛基于漏磁檢測原理的軌道探傷車。由于漏磁檢測穿透力強，且不存在趨附效應的影響，極其適應于鋼軌內/外部缺陷的高速檢測。然而，由于磁化回路只能沿鋼軌軸向分布，根據漏磁檢測垂直磁化理論，漏磁檢測技術只能檢測鋼軌的橫向缺陷，即垂直于鋼軌軸向的缺陷，而對縱向缺陷失效。

綜上所述，現有的鋼軌無損檢測技術與方法，或檢測速度慢，或無法檢測內部缺陷，或無法同時實現橫/縱向缺陷的全面檢測。為此，有必要發明一種可以實現鋼軌橫/縱向、內/外部缺陷高速檢測的無損檢測裝置，可在列車運行時實現對鋼軌的同步檢測，對保證鐵路運行安全和提高運輸效率具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于漏磁和感應電流的鋼軌無損檢測裝置，以解決現有技術的鋼軌無損檢測裝置存在的或檢測速度慢，或無法檢測內部缺陷，或無法同時實現對橫/縱向缺陷全面檢測的問題。