[發明專利]列車車輪踏面裂紋的脈沖渦流熱成像動態檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202110889123.5
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113466331A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 彭建平;張渝;何凱浪;張翔;馬茹鈺;趙波
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;G01N25/72
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

1.一種列車車輪踏面裂紋的脈沖渦流熱成像動態檢測裝置，其構成是：

輪對檢測試驗臺(1)內腔的左部安裝有兩個從動輪(10)，右部安裝有兩個主動輪(11)，且輪對檢測試驗臺(1)的頂板(1a)上開有四個矩形輪槽(1b)，從動輪(10)和主動輪(11)的頂部通過矩形輪槽(1b)穿出輪對檢測試驗臺(1)；列車輪對的兩個車輪(12)的踏面，置于對應的主動輪(11)和從動輪(10)的輪緣上；

所述的輪對檢測試驗臺(1)內腔位于兩個主動輪(11)之間的位置，安裝有雙軸電機(8)；雙軸電機(8)的輸出軸(13)分別與兩個主動輪(11)相連；兩個從動輪(10)中的一個從動輪(10)上安裝有編碼器(7)；

輪對檢測試驗臺(1)的左側安裝有基座(6)，基座(6)上部通過縱向的直線導軌(6a)與機械手底座(5a)相連，機械手底座(5a)底面的螺母與基座(6)上的縱向絲桿(6b)配合；縱向絲桿(6b)的一端連接有轉盤(6c)；

所述的機械手底座(5a)上固定有六自由度的機械手(5)，機械手(5)的末端固定有感應加熱頭(3)，感應加熱頭(3)頂端的激勵線圈(3a)與高頻感應電源(2)電連接；

所述的基座(6)和輪對檢測試驗臺(1)之間還放置有面向車輪(12)的熱成像儀(4)；

所述的高頻感應電源(2)、熱成像儀(4)、編碼器(7)、機械手(5)的控制器(5b)和雙軸電機(8)的變頻器(8a)均與數據處理與控制單元(9)電連接。

2.一種使用權利要求1所述的列車車輪踏面裂紋的脈沖渦流熱成像動態檢測裝置對車輪踏面裂紋進行檢測的方法，其步驟為：

A、搖動轉盤(6c)使機械手底座(5a)及機械手(5)縱向移動至待測的車輪(12)左側設定的位置；由數據處理與控制單元(9)發出指令通過控制器(16)控制機械手(5)調整感應加熱頭(3)的位置，使感應加熱頭(3)的激勵線圈(3a)正對車輪(12)踏面，并距車輪(12)踏面1-3mm；將熱成像儀(4)正對激勵線圈(3a)的內框；

B、由數據處理與控制單元(9)通過變頻器(8a)控制雙軸電機(8)按設定的轉速轉動，雙軸電機(8)依次帶動主動輪(11)、車輪(12)和從動輪(10)轉動；同時，編碼器(7)將從動輪(10)的轉動角度，實時傳送給數據處理與控制單元(9)；

C、車輪(12)轉速穩定后，數據處理與控制單元(9)控制高頻感應電源(2)產生設定頻率、幅值的電流，該電流流入感應加熱頭(3)的激勵線圈(3a)，使激勵線圈(3a)正對的車輪(12)踏面部位產生渦流并發熱；同時開啟熱成像儀(4)，由熱成像儀(4)對激勵線圈(3a)正對的車輪(12)踏面部位進行熱成像拍攝；并將拍攝到的熱圖像實時傳輸給數據處理與控制單元(9)；

D、當車輪(12)穩定轉動一圈以上后，數據處理與控制單元(9)通過變頻器(8a)控制雙軸電機(8)停止轉動，并控制高頻感應電源(2)及感應加熱頭(3)停止工作，同時關閉熱成像儀(4)；

E、數據處理與控制單元(9)根據編碼器(7)傳送來的從動輪(10)的轉動角度，計算出車輪(12)的轉動角度，并將車輪(12)的轉動角度與熱成像儀(4)傳輸來的熱圖像，進行同步匹配線掃描拼接處理，即得到整個車輪(12)踏面的熱成像圖；進而完成對車輪(12)踏面裂紋的脈沖渦流熱成像檢測。