[發明專利]一種鋼軌探傷驗證系統

在審

• 申請號: 201810102330.X
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108205018A
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 楊四清;凌浩東;譚勇;祝長春;隋成龍;曹經緯;劉紅霞;歐陽亮
• 申請（專利權）人: 株洲時代電子技術有限公司
• 主分類號: G01N29/30
• 分類號: G01N29/30
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種鋼軌探傷驗證系統，檢測系統仿真計算機采用故障特征點設置鋼軌傷損圖；檢測系統仿真計算機設置鋼軌探傷車運行速度，根據鋼軌探傷車當前運行位置結合探輪結構，得到超聲波發射時各晶片的位置；檢測系統仿真計算機根據各個晶片的位置及長度，確定晶片的超聲波發射區域，依次生成超聲波回波參數仿真數據；檢測系統仿真計算機將仿真數據傳輸至鋼軌探傷分析系統計算機；鋼軌探傷分析系統計算機根據仿真數據，結合探輪的結構進行空間變換，生成按空間位置排列的檢測傷損圖并進行驗證。本發明克服了現有鋼軌探傷驗證方式對鋼軌探傷分析系統缺乏驗證手段、試驗成本高和易受環境制約的技術問題，可隨時隨地對分析系統工作性能進行驗證。

技術領域

本發明涉及一種鐵路工程機械的電氣設備，尤其是涉及一種應用于鐵路工程和維護車輛領域，采用超聲波檢測方式的鋼軌探傷驗證系統。

背景技術

在鐵路工程和維護車輛領域，超聲波鋼軌探傷車50廣泛應用于鋼軌的探傷和維護。如附圖1所示，一個超聲波鋼軌探傷系統通常包括：設置在鋼軌探傷車上的鋼軌探傷檢測系統10，鋼軌探傷分析系統20，以及設置在鋼軌探傷車下部的探輪30。當需要進行鋼軌探傷操作時，鋼軌探傷車控制探輪30壓在鋼軌40的上表面，鋼軌探傷檢測系統10向探輪30發出超聲波激勵脈沖信號，探輪30的超聲波晶片在交變電場作用下，產生與電場同步的機械振動，從而發射超聲波信號，這個過程被稱為逆壓電效應。超聲波晶片也可在受到交變壓力時，產生交變電場，實現超聲波回波的接收，稱為正壓電效應。超聲波探傷應用在鋼軌探傷中的原理為：根據超聲波的特性，一旦遇到兩種不同介質的表面，超聲波即會發生反射現象，從而形成一定的超聲波回波信號。超聲波從鋼進入空氣時將有100﹪的反射，所以對鋼軌缺陷具有良好的檢測效果。

探輪30通常采用輪式結構體，軸中心架裝有多組不同檢測角度的超聲波晶片5，探輪30的輪胎外膜內充滿耦合液。當鋼軌探傷車運行時，探輪30沿鋼軌40滾動，超聲波晶片5的移動方向與鋼軌40平行。在進行鋼軌探傷作業時，由探輪30的超聲波晶片發出的超聲波信號通常會在探輪模塊30與鋼軌40之間的接觸面，鋼軌40內的瑕疵面，以及鋼軌40的下表面發生反射，探輪30的超聲波晶片接收到超聲波回波信號，可以通過壓電效應進一步將聲波信號轉換為電信號，并傳送給鋼軌探傷檢測系統10，鋼軌探傷檢測系統10通過以太網將檢測數據傳輸到鋼軌探傷分析系統20，鋼軌探傷分析系統20生成鋼軌檢測傷損圖形并進行診斷分析。

現有鋼軌探傷檢測系統10通常由多達30余個獨立超聲波通道的超聲波晶片組成，以便對鋼軌40進行多角度多方位的探傷，并形成鋼軌傷損圖，為鋼軌維修提供了現代化的檢測手段。鋼軌傷損類別千變萬化，分析系統對傷損的診斷方法需不斷驗證、不斷完善，迫切需要一套相應的仿真驗證系統。目前，對鋼軌探傷系統驗證需通過二個方面進行：

一是采用實物(如傷損的鋼軌40加鋼軌探傷檢測系統10)模擬系統在線運行環境的試驗臺，其缺點是故障鋼軌樣本有限，檢測通道不全，無法實現高速工況下驗證，且試驗臺成本高，檢測系統硬件復雜。

二是鋼軌探傷檢測系統10裝車后進行在線驗證，這種方式的缺點是極易受到客觀環境的制約。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋼軌探傷驗證系統，克服現有鋼軌探傷驗證方式對鋼軌探傷分析系統缺乏驗證手段、試驗成本高和易受環境制約的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種鋼軌探傷驗證系統的技術實現方案，鋼軌探傷驗證系統，包括：

檢測系統仿真計算機，通過所述檢測系統仿真計算機采用故障特征點設置鋼軌傷損圖，模擬故障的鋼軌；通過所述檢測系統仿真計算機設置鋼軌探傷車的運行速度，模擬鋼軌探傷車運行，根據所述鋼軌探傷車運行的當前位置，結合探輪的結構，得到超聲波發射時各晶片的位置；所述檢測系統仿真計算機模擬檢測系統工作原理，根據各個晶片的位置及長度，確定所述晶片的超聲波發射區域，并在鋼軌傷損圖中匹配符合反射條件的故障特征點，依次生成超聲波回波參數仿真數據；