[發明專利]一種輪式探頭超聲波自動對中系統

在審

• 申請號: 202010083143.9
• 申請日: 2020-02-08
• 公開（公告）號: CN112406949A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 姜易齋
• 申請（專利權）人: 姜易齋
• 主分類號: B61K9/10
• 分類號: B61K9/10;G01N29/265;G01N29/44;G01N29/48
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• 代理人: 暫無信息

一種輪式探頭超聲波自動對中系統，使用3個并聯的0°晶片采集鋼軌底面回波作為傳感器的檢測信號，受鋼軌外觀影響小檢測容易。中間的晶片發射超聲波，左右兩個接收,通過對兩側脈沖信號幅度的判別實現自動對中控制速度快、精度高。可適應普軌區段和道岔、小半徑曲線、溫度調節器等特殊處所對對中效果和調整速度的要求，對中最大允許偏差＜±2mm，每次對中修正距離為1mm。檢測、調整間隔與在役探傷設備的掃查間隔同步，雙軌式鋼軌超聲波探傷儀掃查間隔為3mm，大型超聲波鋼軌探傷車掃查間隔為1.6mm～6.4mm。本發明可在上述掃查間隔內進行正常探傷檢測，同時可提高對道岔、小半徑曲線、溫度調節器等特殊處所的檢測質量、調整速度，減少傷損漏檢。

技術領域

本發明屬于鋼軌超聲波探傷檢測領域，尤其是涉及一種輪式探頭超聲波自動對中系統。

背景技術

我國在役鋼軌高速探傷設備主要有雙軌式鋼軌超聲波探傷儀和大型超聲波鋼軌探傷車，均使用輪式超聲波探頭進行探傷檢測。

使輪式超聲波探頭的檢測中心線與鋼軌縱向中心線對正稱為對中，其對正程度及對正調整速度直接影響鋼軌傷損的檢測質量。

雙軌式超聲波鋼軌探傷儀依靠手動或機械限位實現探頭對中調整，靠目視觀察0°通道底面回波幅度確認對中結果，對中程度難以控制和保持，調整速度慢，易造成傷損漏檢；大型超聲波鋼軌探傷車現使用激光自動對中系統，因使用外形對比技術實現自動對中，在長軌區段效果較好，普軌區段和道岔、小半徑曲線、溫度調節器等特殊處所對中效果不佳，跟蹤調整速度較慢，易造成傷損漏檢。

發明內容

本發明提出一種輪式探頭超聲波自動對中系統，可提高輪式探頭的對中精度和對中調整速度，并可適應普軌區段和道岔、小半徑曲線、溫度調節器等特殊處所對對中效果和跟蹤調整速度的要求。

系統構成：輪式探頭傳感器，超聲波左接收，超聲波發射，超聲波右接收，超聲波處理，0°通道同步信號，軌型轉換信號，邏輯判別自動控制，手動對中控制，手動/自動對中轉換，自動對中驅動，輪式探頭對中執行裝置。

本發明在于利用鋼軌底面反射回波作為監控信號，此信號來源于鋼軌內部，檢測容易、判別簡單、調整速度快且受鋼軌外觀影響小，實現自動對中控制速度快、精度高，其原理框圖如圖1所示，具體原理如下：

本發明使用3個并聯的0°晶片采集鋼軌底面回波作為輪式探頭傳感器的監控信號。

中間的晶片為超聲波發射晶片，左右兩個晶片為超聲波接收晶片。

同步信號采集：為使檢測信號和對中控制與探傷設備同步，本發明的同步信號采集自探傷設備0°通道同步信號，作為超聲波處理電路的輸入信號。

在超聲波處理電路發出的同步脈沖控制下，超聲波發射電路通過中間晶片從鋼軌頂面向鋼軌底面發射超聲波；兩側的晶片接收從鋼軌底面反射回來的超聲波，并通過超聲波左接收、超聲波右接收電路將其回波信號放大后送到超聲波處理電路進行處理。

超聲波處理電路依據軌型轉換信號，把超聲波左接收、超聲波右接收電路送來的底面回波信號分別進行檢波、整形等處理成易于判別的脈沖信號，提供給邏輯判別自動控制電路進行判別。

邏輯判別自動控制電路首先對輸入的兩路脈沖信號幅度進行比較，再依據不同幅度情況與基準信號幅度的比較結果，進行邏輯判別并輸出相應的控制信號進行自動控制。

基準信號幅度設定：為保持邏輯判別自動控制電路的靈敏度和穩定性，基準信號幅度應低于觸發閾值，設定為低于觸發閾值1dB，允許變化范圍±0.5dB。

當兩路回波脈沖信號幅度超出基準信號幅度允許變化范圍，且未超過觸發閾值時，邏輯判別自動控制電路向超聲波左、右接收電路分別輸出兩路增益調整信號，提高或降低增益，使兩路回波脈沖信號幅度穩定在基準信號幅度允許變化范圍內，如圖1所示。