钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，通过将多个检测单元固定于检测单元固定架的多个固定板之间，相邻两个检测单元相互错开分布，使得多个检测单元共同覆盖钢轨头部全轮轨接触面，以接触或非接触的方式实现对钢轨头部全轮轨接触面裂纹的检测，从而避免了相邻两个检测单元之间出现相互干扰及冲突的情况，结构简单，可以实现对钢轨头部全轮轨接触面上浅层裂纹的一次性检测，提高了对钢轨裂纹检测结果的精准度及工作效率。
【专利说明】钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测仪器【技术领域】，特别涉及一种钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪。
【背景技术】
[0002]在铁路运输系统中，钢轨起着支撑列车和引导车辆车轮前进的作用。随着铁路和城市轨道交通的列车速度提高、运输重量增大，以及耐磨性能好的钢轨的使用，在钢轨表面轮轨接触区范围内频繁出现滚动接触疲劳裂纹。这是因为钢轨表面受到较大车轮荷载的反复作用，导致材料出现塑性变形和疲劳，而且又不容易被磨损掉的结果。目前，这种疲劳裂纹可以通过钢轨打磨作业来减缓或控制。为了制订钢轨打磨作业的打磨量，需要准确快速地掌握裂纹深度。对于表面疲劳裂纹深度的测量，传统的超声波技术无能为力，常用且行之有效的方法是涡流检测。但是由于钢轨横断面为圆弧形、轮轨接触在钢轨表面呈一定的分布区域，单一涡流探头或涡流阵列探头无法覆盖全部轮轨接触区，而且常用涡流裂纹仪器需要电源供电、数据显示需要外接电脑、测量数据只能保存在电脑中，这些方面制约了该技术在现场钢轨表面裂纹测量中的应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，以解决使用现有技术中的钢轨损伤检测装置体积较大不便于携带，无法检测钢轨浅层的裂纹，从而导致钢轨损伤检测装置的检测结果精准度不高、工作效率下降的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，所述钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪包括:一检测单元固定架、固定于所述检测单元固定架上的多个检测单元及与所述多个检测单元相连的一主机箱；其中，
[0005]所述检测单元为检测探头或者检测探头阵列；所述检测单元固定架包括彼此固定的多个固定板，所述固定板的形状均与钢轨的横断面轮廓形状匹配；每两个固定板之间固定有一检测单元，且相邻两个检测单元相互错开分布。
[0006]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述检测探头为涡流传感器探头或者涡流阵列探头。
[0007]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述检测单元固定架还包括一把手，所述把手固定于所述固定板上。
[0008]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述检测探头通过螺钉固定于两个固定板之间。
[0009]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述检测单元固定架为铝合金检测单元固定架或者钛合金检测单元固定架。
[0010]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述主机箱的内部设置有信号分析处理装置。
[0011]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述信号分析处理装置为电脑。
[0012]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述主机箱的内部设置有与所述信号分析处理装置相连的供能装置。
[0013]可选的，在所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，所述主机箱上设置有显示屏、数据存储接口、充电接口及存放单元。
[0014]在本发明所提供的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，通过将多个检测单元固定于检测单元固定架的多个固定板之间，相邻两个检测单元相互错开分布，使得多个检测单元共同覆盖钢轨头部全轮轨接触面，以接触或非接触的方式实现对钢轨头部全轮轨接触面裂纹的检测，从而避免了相邻两个检测单元之间出现相互干扰及冲突的情况，结构简单，可以实现对钢轨头部全轮轨接触面上浅层裂纹的一次性检测，提高了对钢轨裂纹检测结果的精准度及工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明一实施例中钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪检测钢轨头部全轮轨接触面裂纹时的主视图；
[0016]图2是本发明一实施例中钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪检测钢轨头部全轮轨接触面裂纹时的右视图；
[0017]图3是本发明一实施例中固定有检测单元的检测单元固定架的俯视图；
[0018]图4是本发明另一实施例中固定有检测单元的检测单元固定架的俯视图。
[0019]图1-图 4 中，
[0020]检测探头-1 ;检测单元固定架-2 ;固定板-21 ;把手-22 ;主机箱_3 ;显示屏_31 ；数据存储接口 -32 ;充电接口 -33 ;存放单元-34。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0022]请参考图1-图3，其中，图1为本发明一实施例中钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪检测钢轨头部全轮轨接触面裂纹时的主视图；图2为本发明一实施例中钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪检测钢轨头部全轮轨接触面裂纹时的右视图；图3为本发明一实施例中固定有检测单元的检测单元固定架的俯视图。如图1所示，所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，包括:一检测单元固定架2、固定于所述检测单元固定架2上的多个检测单元I及与所述多个检测单元I相连的一主机箱3 ;其中，
[0023]所述检测单元I为检测探头或者检测探头阵列；所述检测单元固定架I包括彼此固定的多个固定板21，所述固定板21的形状均与钢轨的横断面轮廓形状匹配；每两个固定板21之间固定有一检测单元1，且相邻两个检测单元I相互错开分布。
[0024]为了较好的理解本发明，请参考图3及图4，图中可以清楚的看到，所谓的相邻两个检测单元I相互错开分布的情况，由于固定板21的形状设计为与钢轨的横断面轮廓形状相匹配，检测单元I沿着固定板21固定时，多个检测单元共同构成的测量区域满足测量钢轨的表面要求，此时钢轨的表面的每个区域都有一个或多个检测单元I来测量，确保测量的范围可以覆盖钢轨的表面。此外，由于相邻两个检测单元I是相互错开分布的，避免了相邻两个检测单元I之间出现相互干扰及冲突的情况，提高的钢轨裂纹检测的精准度。当然本发明对于两个检测单元相互错开分布的情况不局限于图3及图4所示的这两种情况，只要确保相邻两个检测单元相互错开且多个检测单元整体的分布所构成的测量区域满足测量钢轨的表面的需求即可。
[0025]本实施例中，所述检测单元I为检测探头或检测探头阵列；优选的，所述检测探头为涡流传感器探头或者所述检测探头阵列为涡流阵列探头。通过涡流传感器探头或者涡流阵列探头可以实现对钢轨表面的损伤进行接触或者非接触式的连续测量，可以检测到钢轨头部全轮轨接触面上的浅层裂纹(裂纹深度小于等于5mm的裂纹)，避免了现有技术中使用超声波对钢轨裂纹进行检测时存在检测盲区，即无法检测全部钢轨头部全轮廓接触面上的裂纹，且无法检测钢轨头部全轮廓接触面上的浅层裂纹的情况。另外由于涡流传感器探头或者涡流阵列探头具有体积小，灵敏度高、频率响应宽等特点，进而提高了钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪的性能。
[0026]请继续参考图1，所述检测单元固定架2还包括一把手22，所述把手22固定于所述固定板21上。出于人性化考虑，在固定板21上固定把手22，在应用时，仅需要技术人员手持把手22部分，使检测单元固定架2平行于钢轨表面，并沿钢轨纵向移动，即可进行一定范围内(即钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪已移动过的范围内)的钢轨表面裂纹的测量。整个操作简单，降低了对人力物力的损耗。
[0027]进一步地，所述检测单元I通过螺钉固定于两个固定板21之间，通过检测单元I和检测单元固定架2可以组成一个可以封装或不封装的固定检测单元阵列结构。当检测单元I出现故障时，可以通过拆卸螺钉更换坏了的检测单元I，使得钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪上的检测单元I都具有较好的工作性能，符合实际应用的需要。另外，当不使用钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪时，还可以认为将检测单元I从检测单元固定架2上拆卸下来加以维护保存，以确保检测单元I的性能。
[0028]较佳的，所述检测单元固定架2为铝合金检测单元固定架2或者钛合金检测单元固定架2。将检测单元固定架2采用铝合金或者钛合金来制作，使得检测单元固定架2轻便，易于携带，较为人性化。
[0029]请继续参考图1，所述主机箱3上设置有显示屏31、数据存储接口 32、充电接口 33及存放单元34。所述主机箱3的内部设置有信号分析处理装置及与所述信号分析处理装置相连的供能装置。本实施例中所述信号分析处理装置优选为电脑，当然还可以是平板电脑、台式机或工控机等其他可以实现信号分析处理的装置。通过信号分析处理装置，将多个检测单元I检测到的钢轨横断面轮廓的相关数据进行分析处理，并显示于显示屏31上，从而形成直观的数据或图像以便相关技术人员进行分析。另外，若技术人员需要对信号分析处理装置分析处理后的数据拷贝及打印等操作，还可以通过主机箱3上设置的数据存储接口32连接到移动存储设备上(U盘或者移动硬盘等)或者打印机上。其中，所述供能装置为信号分析处理装置及多个检测单元I提供能量，以维持两者的正常工作，由于供能装置(可以为蓄电池)是设置于所述主机箱3内部的，不便于拆卸，故在主机箱3上设置充电接口 33，以便外接电源对供能装置进行充电等操作，维持钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪的工作需求。出于便捷的考虑，所述主机箱3上设置了存放单元34，用于存放连接主机箱3与多个检测单元I之间的电缆线及不用本发明的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪是，拆卸过检查单元I后检测单元固定架2。在完成钢轨裂纹检测后，可以将拆卸下的多根电缆线及拆卸过检查单元I后的检测单元固定架2存放于存放单元34中，从而节省了电缆线所占用空间，使得主机箱3便于携带。
[0030]本发明的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪的应用原理:
[0031]检测前，通过充电接口 33将主机箱3内部的供能装置充满电，将电缆线从主机箱3的存放单元34取出，完成多个检测单元I与主机箱3的连接，并将检测单元I固定在检测单元固定架2上；检测时，需要启动主机箱3，技术人员需手持把手22部分，将探头固定架沿钢轨纵向移动可完成对钢轨表面一定长度范围内的裂纹的检测，与此同时检测单元I将检查的数据传输给主机箱3中信号分析处理装置进行分析处理等操作，从而获知钢轨表面裂纹情况。整个检测过程操作简单，检测速度快，符合实际的检测需求。
[0032]综上，在本发明所提供的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪中，通过将多个检测单元固定于检测单元固定架的多个固定板之间，相邻两个检测单元相互错开分布，使得多个检测单元共同覆盖钢轨头部全轮轨接触面，以接触或非接触的方式实现对钢轨头部全轮轨接触面裂纹的检测，从而避免了相邻两个检测单元之间出现相互干扰及冲突的情况，结构简单，可以实现对钢轨头部全轮轨接触面上浅层裂纹的一次性检测，提高了对钢轨裂纹检测结果的精准度及工作效率。
[0033]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【权利要求】
1.一种钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，包括:一检测单元固定架、固定于所述检测单元固定架上的多个检测单元及与所述多个检测单元相连的一主机箱；其中， 所述检测单元为检测探头或者检测探头阵列；所述检测单元固定架包括彼此固定的多个固定板，所述固定板的形状均与钢轨的横断面轮廓形状匹配；每两个固定板之间固定有一检测单元，且相邻两个检测单元相互错开分布。
2.如权利要求1所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述检测探头为涡流传感器探头或者涡流阵列探头。
3.如权利要求1所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述检测单元固定架还包括一把手，所述把手固定于所述固定板上。
4.如权利要求1所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述检测探头通过螺钉固定于两个固定板之间。
5.如权利要求1所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述检测单元固定架为铝合金检测单元固定架或者钛合金检测单元固定架。
6.如权利要求1所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述主机箱的内部设置有信号分析处理装置。
7.如权利要求6所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述信号分析处理装置为电脑。
8.如权利要求6所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述主机箱的内部设置有与所述信号分析处理装置相连的供能装置。
9.如权利要求1-8中任一项所述的钢轨头部全轮轨接触面裂纹检测仪，其特征在于，所述主机箱上设置有显示屏、数据存储接口、充电接口及存放单元。
【文档编号】G01N27/90GK104359971SQ201410629074
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】周宇, 乔炳龙, 刘博
申请人:上海同儒机电科技有限公司