一种轨道修复用廓形检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及轨道修复检测领域，具体的说，涉及了一种轨道修复用廓形检测装置。


背景技术：

2.铁路轨道在使用过程中会发生磨耗，产生裂纹、肥边、波浪磨耗等各种病害，需要对其进行修复。目前一般采用修复机车进行修复，立方氮化硼刀具具有高硬度、高耐磨性和红硬性特点，广泛用于轨道交通修复中使用。修复机车前进过程中会对轨道进行打磨、切削等，使轨道获得目标轮廓，其中，打磨、切屑用的刀具在加工过程中会逐渐损耗、直至失效，因此需要根据时间进度不断调整加工参数。
3.对修复后的轨道轮廓进行检测，是调整加工参数的重要依据，但传统的检测方式需要在修复过后，再采用专门的外部检测设备进行轮廓检测，这种方式不仅操作麻烦，而且检测不及时，无法在修复的同时进行检测。
4.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、使用方便、检测及时、检测结果准确度高的轨道修复用廓形检测装置。
6.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种轨道修复用廓形检测装置，包括安装在轨道修复机车底部的校准模块和测量模块，所述校准模块和所述测量模块均位于待检测轨道正上方，所述校准模块包括校准光发射器和校准光接收器，所述校准光发射器发射的校准光经过待检测轨道的恒定厚度处表面反射后被所述校准光接收器接收；所述测量模块包括沿待检测轨道宽度方向排列的多组测量单元，每组所述测量单元均包括测量光发射器和测量光接收器，所述测量光发射器发射的测量光经过待检测轨道上表面的反射后被同组的测量光接收器接收。
7.基于上述，多个所述测量光发射器和所述校准光发射器均发射单色光，相邻两个所述测量光发射器发射的单色光波长不同。
8.基于上述，多个所述测量光发射器间隔发射红色可见光和蓝色可见光。
9.基于上述，同组的所述测量光发射器和所述测量光接收器并排设置在同一块衬底上，所述测量光发射器包括第一背电极、发光层和第一透明前电极，所述测量光接收器包括第二背电极、光敏层和第二透明前电极。
10.基于上述，它还包括设置在轨道修复机车底部的红外测温单元，所述红外测温单元设置在所述测量模块附近。
11.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过所述校准模块测量待检测轨道的恒定厚度处，将其作为测量基准，修正所述测量模块测得的距离，从而消除修复机车因打磨、切削等剧烈振动对测量带来的影响，利用光的行进距离测
算出所述测量模块到轨道表面的距离，多组所述测量单元沿轨道宽度方向排列，能够得到整个轨道表面的外轮廓，实现对轨道轮廓的实时检测，其具有设计科学、使用方便、检测及时、检测结果准确度高的优点。
12.进一步地，相邻两个所述测量光发射器发射的单色光波长不同，尤其是红色可见光、蓝色可见光间隔排布时，可避免所述测量光接收器对测量光的接收相互串扰，利于准确测定轨道轮廓；同组的所述测量光发射器和所述测量光接收器并排设置在同一块衬底上，相对位置恒定，能够进一步消除修复机车强烈震动造成的干扰；由于轨道刚被修复机车修复完后温度容易急剧上升，所述红外测温单元的设置，能够实时检测轨道的温度，便于后续对热膨胀因素进行修正，进一步提高轨道轮廓的检测精度。
附图说明
13.图1是实施例1中轨道修复用廓形检测装置的结构示意图。
14.图2是实施例1中测量单元的结构示意图。
15.图3是实施例2中测量单元的结构示意图。
16.图中：1. 轨道修复机车；2. 轨道；3. 校准模块；4. 测量模块；5. 衬底；6. 红外测温单元；31. 校准光发射器；32. 校准光接收器；41. 测量光发射器；42. 测量光接收器；411. 第一背电极；412. 发光层；413. 第一透明前电极；421. 第二背电极；422. 光敏层；423. 第二透明前电极。
具体实施方式
17.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
18.实施例1
19.如图1和图2所示，一种轨道修复用廓形检测装置，包括安装在轨道修复机车1底部的校准模块3和测量模块4，所述校准模块3和所述测量模块4均位于待检测轨道2正上方，沿轨道2的宽度方向排列。
20.所述校准模块3具体包括校准光发射器31和校准光接收器32，所述校准光发射器31发射的校准光经过待检测轨道2的恒定厚度处表面反射后被所述校准光接收器32接收，以校准光的行程折算出基准距离d00，以便校准因轨道修复机车1震动引起的误差；其中，轨道2的恒定厚度处是指不易发生磨损的部位，例如，在修复轨道2内侧的肥边时，选定轨道2的外边沿作为恒定厚度处，或者是不发生磨耗的轨底，轨底上的选点应避开固定螺栓的位置。
21.所述测量模块4包括沿待检测轨道2宽度方向排列的多组测量单元，每组所述测量单元均包括测量光发射器41和测量光接收器41，所述测量光发射器41发射的测量光经过待检测轨道2上表面的反射后被同组的测量光接收器42接收，以测量光的行程折算出所述测量单元到轨道2表面的距离d1，扣除基准距离d00后，就得到切削打磨后的深度d1-d00，从而消除震动引起的深度误差。
22.工作原理：
23.通过所述校准模块3测量待检测轨道2的恒定厚度处，将其作为测量基准，修正所述测量模块4测得的距离，从而消除轨道修复机车1因打磨、切削等剧烈振动对测量带来的
影响，利用光的行进距离测算出所述测量模块4到轨道表面的距离，多组所述测量单元沿轨道2宽度方向排列，能够得到整个轨道2表面的外轮廓，实现对轨道2轮廓的实时检测。
24.为了进一步提高轮廓检测精度，同组的所述测量光发射器41和所述测量光接收器42并排设置在同一块衬底5上，这样可使二者的相对位置恒定，能够进一步消除轨道修复机车1强烈震动造成的干扰；所述测量光发射器41具体包括第一背电极411、发光层412和第一透明前电极413，所述测量光接收器42具体包括第二背电极421、光敏层422和第二透明前电极423，其中背电极、p层、发光层412或光敏层422 、n层材料完全相同，第一透明前电极413和第二透明前电极423可以不同。
25.为了避免多个所述测量单元之间的测量光相互串扰，多个所述测量光发射器41和所述校准光发射器31均发射单色光，且相邻两个所述测量光发射器41发射的单色光波长应当不同，优选地，多个所述测量光发射器41间隔发射红色可见光（长波长）和蓝色可见光（短波长）。
26.具体的，红色可见光（长波长）和蓝色可见光（短波长）交替，并且，蓝色可见光（短波长）的强度比红色可见光（长波长）的强度要小，通过设置测量光接收器42的响应阙值就能达到避免相互串扰的目的。
27.以红色可见光（长波长）和蓝色可见光（短波长）进行说明：红色可见光即使光强度再高，由于其单个光子的能量低（e=h/λ，λ为波长），不足以激发相邻的蓝色可见光的测量光接收器42，因此红色像素不会干扰相邻的蓝色像素；另一方面，蓝色可见光单个光子能量虽然很大，但是本专利将其发射强度设置为较小，比如光子数目很少，小于红色可见光的测量光接收器42的检测阈值，则蓝色像素同样不会干扰相邻的红色像素。
28.实施例2
29.如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，该轨道修复用廓形检测装置还包括设置在轨道修复机车1底部的红外测温单元6，红外测温单元6与所述测量单元设置在同一衬底5上，组成单芯片结构，便于模块化安装，由于轨道2刚被轨道修复机车1修复完后温度容易急剧上升，所述红外测温单元6的设置，能够实时检测轨道2的温度，便于后续对热膨胀因素进行修正，进一步提高轨道2轮廓的检测精度。
30.其中，所述红外测温单元6不局限于与测量光发射器41、测量光接收器42并列三排设置，还可以测量光发射器41、测量光接收器42并列两排居中设置，红外测温单元6布置在外围四边，这样可以增大测温的范围。
31.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。