[發明專利]一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭及其性能測試方法

在審

• 申請號: 202210073067.2
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN115406958A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 江奕;李昕;韓雷;吳雪花
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 李志鴻

本發明公開一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭及其性能測試方法，該種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭包括：布置在柔性印刷電路板上的激勵線圈T_X和接收線圈R_X；所述激勵線圈T_X包括布置在柔性印刷電路板四角的方形線圈，所述接收線圈R_X包括兩個正交布置并首尾相接的“8”字形線圈R_x1和R_x2，且四個方形線圈包圍兩個正交布置的“8”字形線圈R_x1和R_x2，本發明創新的設計一種新型的檢測探頭，適用于鋼軌復雜形貌，并通過三維仿真和實驗測試，表明具有較高的靈敏度，對提離效應具有很強的抗擾度，可解決復雜曲面裂紋方向檢測的檢測靈敏度和提離問題，可以為開發基于渦流檢測的鋼軌實時在線監測與評估的應用型設備提供指導。

技術領域

本發明涉及無損檢測技術領域，具體為一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭及其性能測試方法。

背景技術

滾動接觸疲勞(RCF)是鋼軌在滾動接觸過程中由于反復加載而產生的一種缺陷，在鋼軌表面以脫殼、裂紋等形式出現。RCF裂紋是沿軌面角度為15°～40°形成的方向性裂紋，這些裂紋在10°～30°時就會向鋼軌內部擴展，是造成鋼軌斷裂的重要原因之一，這種方向性斜裂紋對列車運行安全、降低鐵路維修成本是一個潛在的挑戰。因此需要有足夠可靠的檢測方法來保證列車的安全運行。

到目前為止，應用無損檢測方法對鋼軌損傷的研究已有近150年的歷史，其中，渦流檢測對于RCF等缺陷較其他方法而言具有更好的檢測效果，但是，渦流檢測的檢測靈敏度受提離、裂紋方向和滲透率等因素的影響，這對渦流檢測是一個挑戰。因為渦流檢測RCF裂紋時，由于振動的影響，電渦流傳感器與鋼軌之間的距離不斷變化，導致了對軌頭復雜形狀表面的斜裂紋檢測靈敏度的降低，進而導致對軌頭復雜形狀表面斜裂的紋檢測精度和質量較低。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施方式的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施方式。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有鋼軌檢測中存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明的目的是提供一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭及其性能測試方法，能夠提高對軌頭復雜形狀表面斜裂紋的檢測靈敏度和抗提離效果。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了如下技術方案：

一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭，其包括：布置在柔性印刷電路板上的激勵線圈T_X和接收線圈R_X；

所述激勵線圈T_X包括布置在柔性印刷電路板四角的方形線圈，所述接收線圈R_X包括兩個正交布置并首尾相接的“8”字形線圈R_x1和R_x2，且四個方形線圈包圍兩個正交布置的“8”字形線圈R_x1和R_x2。

作為本發明所述的一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭的一種優選方案，其中，所述方形線圈為雙層。

作為本發明所述的一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭的一種優選方案，其中，所述柔性印刷電路板由多層柔性薄膜制造而成。

一種用于鋼軌表面斜裂紋的檢測探頭的性能測試方法，具體步驟如下：

S1、建立檢測探頭的三維仿真模型，測試仿真的檢測探頭在不同激勵頻率下的探測靈敏度、不同斜裂紋方向以及不同提離距離對探測靈敏度的影響；

S2、搭建實驗平臺，通過實驗平臺測試檢測探頭對不同方向的鋼軌表面斜裂紋的高靈敏度和高抗提離檢測。