專利名稱：：一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于鋼軌損傷檢測
技術領域：
，尤其是涉及一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀。
背景技術：
：現(xiàn)階段我國鐵路運輸占據主體地位，為滿足經濟發(fā)展要求，近年來鐵道部對我國鐵路系統(tǒng)已經進行了六次大提速，大大增加了我國鐵路的運輸能力，在提高運輸量和效率的同時，也對列車的安全穩(wěn)定運行提出了更高的要求。而鋼軌損傷是鐵路安全的最大隱患，因此對其檢測至關重要。鋼軌損傷是影響鐵路運輸安全的主要因素，目前我國對于鋼軌的檢測包括定期檢測和日常檢測。定期檢測已經具備了較為成熟的手段和措施，如鋼軌超聲探傷車、轉轍機遠程油壓監(jiān)控系統(tǒng)等，己經能滿足部分需求。但在疲勞裂紋和焊縫質量等問題的日常檢測中，我國還停留在人工目測階段，受巡道工經驗、責任心及天氣狀況等因素的影響，檢測質量很難達到應有的技術要求。同時，鋼軌裸露于野外，表面大都被油污、灰塵覆蓋，而今又沒有相應的檢測儀器，所以鋼軌損傷很難被檢測出來。因此，在鋼軌的日常檢測中，必須釆用現(xiàn)代檢測技術，開發(fā)便攜式探傷儀，以輔助人工檢查，提高工作效率，及時發(fā)現(xiàn)損傷，排除隱患，做到防患于未然。綜上，鋼軌損傷主要包括疲勞裂紋和焊縫損傷，對鋼軌的檢測工作有定期檢測和日常檢測兩種方式。目前我國對鋼軌疲勞裂紋和焊縫損傷的日常檢測還停留在人工目測結合經驗判斷的階段，不能滿足社會經濟的發(fā)展要求，亟待解決。目前常用于檢測鋼軌損傷的無損探傷方法有磁粉法、射線法、超聲法、滲透法和渦流法。上述技術各有其優(yōu)缺點磁粉檢測現(xiàn)場應用非常簡單，4能直接檢測表面損傷，但如果被檢工件表面有涂層或處于潮濕環(huán)境時，其檢測可靠性將大為降低；射線法中射線輻射危害人體，檢測時必須進行安全防護，且有些工況不易實施；超聲法對工件表層下?lián)p傷的檢測也很有效，但檢測時需耦合劑，效率較低，對損傷的判定也有賴于技術人員的經驗；滲透法對表面開口裂紋檢測靈敏度很高，但不適于有表面涂層的工件及潮濕的環(huán)境，且對損傷的判定有賴檢驗人員的經驗；渦流技術對表面開口裂紋很靈敏，在表面涂層、潮濕和水底等惡劣環(huán)境下也能開展檢測工作，可檢測缺陷的極限值為0.4mm，該類設備具有結構簡單、靈敏度高、頻率響應特性好以及測試電路簡單等優(yōu)點。綜上所述，渦流法對鋼軌表面裂紋的檢測有其獨特的優(yōu)點。對于渦流檢測技術而言，其主要包括傳感器(檢測探頭)技術、測量參數的優(yōu)化技術、缺陷信號的處理技術以及顯示技術。在國外，鐵路運輸大多釆用無縫鋼軌，適合釆用超聲波探傷；且由于國外勞動力成本昂貴，巡道班組養(yǎng)護維修的鋼軌里程多達數十公里，因而速度較快的大型超聲波檢測儀器備受青睞。因此，國外鋼軌檢測研究多專注于超聲波探傷。目前國外的超聲波探傷車體積大、重量大，但其檢測速度快，是探傷的主要工具；小型探傷設備一般只用來復查大型探傷車的檢驗結果。雖然我國也引進過數臺超聲檢測車，但從實際使用效果來看，需要多人合作，且價格十分昂貴，因此超聲探傷儀不適合國內鋼軌的日常檢測。在國內，多采用焊接有縫鋼軌，我國巡道工人每人負責檢測的鋼軌長度約為1.5公里，與國外相比檢測速度無需太快，但檢測精度與檢測頻率的要求比國外要高。而渦流檢測法對有縫鋼軌的檢測靈敏度高于超聲檢測法，由此可見渦流技術更適合中國現(xiàn)狀。目前，國內在鋼軌的日常檢測中還沒有一種專門針對巡道工人使用的精確、方便又經濟的探傷設備。因此巡道工人大多是目測同時結合個人經驗來進行檢測判斷，這無疑增加了安全風險。另外，傳感器是整個探傷儀器的核心部件，傳感器的性能對探傷儀器測量電路的設計以及測試的精度和可靠性有著重要的影響。為了滿足不同工件形狀和大小的檢測要求，按檢測時測量線圈和試樣的相互位置關系，傳感器的測量線圈可分為三大類a)穿過式傳感器。此傳感器將工件插入并通過線圈內部進行檢測?？捎糜跈z測管材、棒材、線材等可以從線圈內部通過的試件。b)內通過式傳感器。由環(huán)形線圈組成，用于檢測管子或圓孔內部。c)放置式傳感器。放置式線圈，是一種使用最為廣泛的渦流傳感器。它適用于各種板材、帶材、棒材的表面檢測，還能對形狀復雜的工件的某一區(qū)域進行局部檢測。因而，對于鋼軌探傷儀器而言，傳感器的設計非常重要。綜上所述，國內應大力發(fā)展用于鋼軌檢測的渦流探傷技術。雖然國內目前有些科研機構已經著手于這方面的研究，但大多仍把絕大部分精力放在顯示設備等方面，而巡道工人的日常檢測使用的儀器根本無需這些附屬設備，這無疑增加了生產成本，同時也無法推廣使用?？偠灾撥墦p傷是影響鐵路運輸安全的主要因素，目前對其檢測的方法主要是定期檢測和曰常檢測。在曰常檢測中，國內還沒有一種經濟方便的設備，因而不能有效防止由于鋼軌裂紋引發(fā)的眾多災難性事故再次發(fā)生。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其結構簡單、設計合理、靈敏度高且便于攜帶、經濟實用，能有效解決鋼軌損傷探測問題。為解決上述技術問題，本發(fā)明釆用的技術方案是一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于包括為各用電單元進行供電的供電電源、對鋼軌損傷進行檢測的表面放置式渦流傳感器、為渦流傳感器提供激勵源的正弦函數發(fā)生器、對正弦函數發(fā)生器所產生的正弦波信號進行放大處理的信號放大電路一、對渦流傳感器所檢測的檢測信號進行放大處理的信號6放大電路二、與信號放大電路二相接的控制電路、由所述控制電路進行控制的報警單元和與信號放大電路二相接的顯示器；所述渦流傳感器由一個激勵線圈和一個測量線圈組成；所述正弦函數發(fā)生器接信號放大電路一，信號放大電路一的兩個輸出端分別與激勵線圈的兩端相接，測量線圈的兩端分別與信號放大電路二的兩個輸入端相接，所述控制電路接報警單元。所述激勵線圈由U形磁芯和纏繞在所述U形磁芯中部的線圈組成，所述測量線圈由I形磁芯和纏繞在所述I形磁芯中部的線圏組成，所述測量線圈位于激勵線圈的下方中部且二者呈正交分布，測量線圈的直徑小于激勵線圈的直徑。所述測量線圈的線圈匝數、測量線圈的線圈直徑以及激勵線圈和測量線圈間的間距H為通過正交試驗設計法確定的最佳參數組合。所述測量線圈的線圈匝數為300匝，測量線圏的直徑為0.9mm,激勵線圈和測量線圈間的間距H為2mm,激勵線圈的直徑為9mm。所述激勵線圈和一個測量線圈安裝在一能倒扣在鋼軌上的外部殼體內，所述外部殼體下部設置有與鋼軌的上部結構相對應的凹槽。所述外部殼體為U形外殼，所述激勵線圈和一個測量線圈均安裝在U形外殼內且均安裝在U形外殼上部中部，所述U形外殼的內部結構與鋼軌的上部結構相對應。所述U形外殼的內部左右兩側分別設置有一個能在鋼軌的上部側壁上前后移動的固定輪，U形外殼的內部上方設置有一個或多個能在鋼軌上表面上前后移動的導向輪，U形外殼的外部上方設置有一帶動U形外殼沿鋼軌前后移動的手扶支桿；所述手扶支桿中部安裝有一電源箱，所述正弦函數發(fā)生器、信號放大電路一、信號放大電路二和報警單元均設置在一電路板上，所述電路板和供電電源均安裝在電源箱內。所述正弦函數發(fā)生器為能產生頻率為10100KHz的正弦波信號的芯片ICL8038。所述信號放大電路一由前級電壓放大電路一和與所述前級電壓放大電路一相接的后級功率放大電路組成；所述控制電路為電壓比較器。所述信號放大電路二由前級電壓放大電路二和由芯片AD620組成的后級檢測信號放大電路組成，所述前級電壓放大電路二接后級檢測信號放大本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、結構簡單緊湊、設計合理且體積小、重量輕、便于攜帶，并配備有獨立電源，外型尺寸<230mmx75mmxl20mm;重量<2.5kg。2、對傳感器結構進行特殊設計，具體是在傳感器的外部殼體上設置凹槽且使得該凹槽與鋼軌結構相對應，即與工字形鋼軌嵌套使用，因而檢測更加全面快速。3、檢測時無須對鋼軌打磨或對表面進行除污去銹處理，能直接穿透鋼軌表面的油漆等防腐層進行探測。4、靈敏度高且使用操作簡便，一般人員簡單學習即能使用，對檢測員技術水平要求不高，不同于傳統(tǒng)的定期、高費用檢測。本作品只要求巡道工人在兩列火車通過的時間間隙，手持儀器以正常步幅推動傳感器在鋼軌上滑行，如果檢測到超出安全標準的裂縫則顯示器會顯示其相對大小，同時蜂鳴器報警，巡道工及時釆取行動以防發(fā)生交通事故。5、適用面廣，適合于各種惡劣環(huán)境下工作，并且對于一般的鐵磁性材料均可檢測，具有較廣泛的實用價值。6、對鋼軌損傷進行檢測的渦流傳感器即檢測探頭而言，影響傳感器性能的因素有很多，主要有激勵線圈、測量線圈匪數、激勵線圏與測量線圈之間的相對距離、測量線圈直徑等，本發(fā)明中釆用正交試驗法處理上述諸多因素的確定問題，因而能快速準確地獲得傳感器參數的最佳組合，使傳感器達到最好性能。7、由于鋼軌長期裸露在野外，工作環(huán)境十分惡劣，與其他檢測方法相比，渦流探傷技術對表面裂紋靈敏度較高，不受工件表面涂層和潮濕等不利因素的影響，且結構輕便，因此更適合鋼軌檢測。本發(fā)明充分利用渦8流檢測的優(yōu)點，使檢測靈敏度提高了10%，同時使用長把手即手扶支桿，減小了巡道工人的工作強度，檢測速度提高了30%，重量減輕20%左右。8、經濟實用，具有很高的應用前景，本發(fā)明能完全滿足目前國內鐵路曰常檢測的需要，極大地提高鐵路運行安全性。如投入生產使用，則會節(jié)省大筆的進口設備的費用。例如目前進口的一臺超聲波檢測儀器的價格大約為10000元，而本作品的成本僅為3000元，按6000元的價格出售則可節(jié)省大約4000元，具有廣泛的應用前景。綜上所述，本發(fā)明應用渦流探傷的基本原理，且釆用正交試驗方法設計制作了一種精細的用于提取微弱的裂紋信號的渦流傳感器，再由后臺放大器放大，并在顯示器上同步顯示裂紋缺陷的相對大小，且相應驅動蜂鳴器報警，實現(xiàn)了防患于未然的目的。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。圖1為本發(fā)明的電路框圖。圖2為本發(fā)明的電路原理圖。圖3為本發(fā)明的使用狀態(tài)參考圖。圖4為本發(fā)明渦流傳感器的內部結構示意圖附圖標記說明l一渦流傳感器；2—正弦函數發(fā)生器；5—電壓比較器；8—固定輪；ll一電源箱；14—鋼軌；l-l一激勵線圈;3—信號放大電j6—報警單元；9一導向輪；12—供電電源；15—LCD顯示器-l-2—測量線圈；4一信號放大電路.7—U形外殼；IO—手扶支桿；13—底座；具體實施方式如圖l、圖2及圖3所示，本發(fā)明包括為各用電單元進行供電的供電電源12、對鋼軌損傷進行檢測的表面放置式渦流傳感器1、為渦流傳感器l提供激勵源的正弦函數發(fā)生器2、對正弦函數發(fā)生器2所產生的正弦波信號進行放大處理的信號放大電路一3、對渦流傳感器1所檢測的檢測信號進行放大處理的信號放大電路二4、與信號放大電路二4相接的控制電路、由所述控制電路進行控制的報警單元6和與信號放大電路二4相接的顯示器。所述渦流傳感器l由一個激勵線圈l-l和一個測量線圈1-2組成。所述正弦函數發(fā)生器2接信號放大電路一3,信號放大電路一3的兩個輸出端分別與激勵線圈1-1的兩端相接，測量線圈1-2的兩端分別與信號放大電路二4的兩個輸入端相接，所述控制電路接報警單元6。所述顯示器為LCD顯示器15。結合圖4，所述激勵線圈1-1由U形磁芯和纏繞在所述U形磁芯中部的線圈組成，所述測量線圈1-2由I形磁芯和纏繞在所述I形磁芯中部的線圈組成，所述測量線圈l-2位于激勵線圈1-1的下方中部且二者呈正交分布，測量線圏1-2的直徑小于激勵線圈1-1的直徑。其中，激勵線圈l-l兩端加激勵電壓Ui,測量線圈1-2兩端為感應輸出電壓Uo。所述測量線圈1-2的線圈匪數、測量線圈1-2的線圈直徑以及激勵線圈1-1和測量線圈1-2間的間距H為通過正交試驗設計法確定的最佳參數組合。其具體確定方法如下首先，對渦流傳感器1的設計參數進行初步分析，主要有激勵線圈1-1、測量線圈1-2的匝數，測量線圈1-2和激勵線圈卜l之間的相對距離H,測量線圈l-2的直徑等。這些參數對傳感器各性能影響各不相同，且影響并非相互獨立。其中，測量線圈1-2的尺寸要盡可能地小，因為測量線圈越小，就越能夠接近工件缺陷即鋼軌14上的缺陷，也就能更好地提取工件即鋼軌14上的裂紋缺陷信號。但測量線圈1-2太小，則會加大渦流傳感器l的制作難度，因而應取適當參數值。所述激勵線圈l-l相對于測量線圈1-2的尺寸要足夠大，這樣感應電流相對于小尺寸的感應線圏可近似視為沿單一方向的直線流動，感應線圈附近的磁力線方向亦近似趨于一致。當被檢測工件即鋼軌14上無缺陷時，穿過兩個感應線圈的磁通量最少；當因缺陷存在引起電流擾動而導致磁通變化時，即使是微弱的變化，感應線圈也能很靈敏地測出。測量線圈1-2和激勵線圈1-1間的間距H也是渦流傳感器1設計中的一個重要參數，它會影響到傳感器的靈敏度。H過大，將會增大激勵線圈l-l與工件即鋼軌14之間的距離，減小工件上的感應渦流，從而降低傳感器的檢測靈敏度；H過小，又會增強提離效應。故H值應根據試驗適當選取。總之，傳感器直徑較小時，磁通量也小，檢測深度就會相應較小，為了增加檢測深度，可以增大傳感器的直徑，但是傳感器直徑增大，必定降低對短小缺陷的檢測靈敏度。因而，一個最好的傳感器往往是在達到最大的透入深度、最大靈敏度、最小的分辨力以及最小的線圈直徑之間取得一個平衡。本發(fā)明中，渦流傳感器1的參數選取試驗，是通過正交試驗設計法探求測量線圈l-2的匝數、測量線圈l-2的直徑(即I形磁芯的直徑)、激勵線圈1-1與測量線圈1-2間的間距H三者以怎樣的參數組合時，渦流傳感器l的性能最好。由此可見，這項試驗為多因素試驗問題。所述測量線圈1-2的匝數、測量線圈1-2的直徑(即I形磁芯的直徑)、激勵線圈1-1與測量線圈1-2間的間距H,是上述正交試驗的三個因素。設定測量線圏1-2匝數的三個水平分別為300匝、400匝和500匝，測量線圈1-2直徑的三個水平0.5mm、0.7mm和0.9,,激勵線圈1-1與測量線圈1-2間的間距H的三個水平2mm、3mm合4mm。相應地，表征渦流傳感器1性能好壞的指標是靈敏度和提離效應。試驗步驟如下第一步、正交試驗的安排正交試驗的進行首先需要一張正交表，正交表是已經制作好的規(guī)格化的表，是正交試驗設計的基本工具。由于本次試驗是3因素3水平試驗，ii因而選擇"(34)正交表，見表l:表l1^(34)正交表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>再根據試驗目的，確定試驗指標，然后決定影響試驗指標的主要因素以及選取各因素的水平后，列出因素水平表，如表2所示表2因素水平表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>用表1中所表示的U(34)正交表安排試驗的具體過程如下:第1列為測量線圈1-2的匝數，在三個字碼'T，的位置都應寫上300匝，即Al所在席位；在三個字碼"2"的位置都應寫上400匪，即A2所在的席位；同理"3"位置都寫上500匝，即A3所在的席位。第2列為測量線圈1-2的直徑，在三個字碼"l，，的位置都應寫上0.5mm,即B1所在席位；在三個字碼"2"的位置都寫上0.7mm,即B2所在席位；同理"3"位置都寫上0.9mm,即B3所在的席位。第3列的填法也同樣，第4列去除。這樣就得到本試驗的試驗方案表，如表3所示表3試驗方案表因素測量線圈1-2距測量線圈1-2直激勵線圈1-1與測量線試驗號數，記為A徑，記為B圏1-2間距H,記為C13000.5224000.5435000.5343000.734000.7465000.7273000.9284000.9395000.94第一步、最優(yōu)參數的確定:本次試驗的大指標是靈敏度，在示波器上表現(xiàn)為相位、衰減及示值幅度，實際上是多指標試驗。因而應按多指標試驗方法處理試驗結果，采用綜合評分法進行分析。試驗選用表面光潔的A3鋼板制作鋼軌14的試樣，分別以孔傷與槽傷的相位、衰減及示值幅度作為試驗指標。在本實驗中，檢驗頻率調定為64Mz。儀器靈敏度的選擇以人工缺陷在記錄儀上的指示高度作為依據，它應為記錄儀滿刻度的50%~60%。在本試驗中靈敏度調定為57dB。相位選擇要考慮信噪比最大、能區(qū)別缺陷的種類和位置。在本次試驗中，相位角調定為0°。經試驗后得出具體試驗方案及試驗結果表，如表4所示13表4<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>總分58由于第7號試驗中，孔傷及槽傷的示值幅度皆為最高，可以評定為10分。測量線圈1-2的匝數有300匝、400匝和500匝三種，分別設定為條件Al、A2和A3。從表4中可以得出，在Al條件下，試驗得分之和為6+6+5.5=17.5,其平均分Kl為5.83分；A2條件下的平均得分U為6.43分；A3條件下的平均得分K3為7.16分；R為各分數值中相差最大的兩值之差。同樣測量線圈1-2的直徑和兩線圈艱巨H也有三種組合，其具體得分見試驗結果評分表，如表5所示表5試驗結果評分表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>通過表5中的極差分析(R值結果)，可確定三個影響因素的主次，即測量線圏1-2的直徑對靈敏度的影響最大，是主要因素；兩線圈間距H次之，測量線圈1-2的匝數排在最后。從試驗結果數據可以看出，在本試驗中，第7號試驗靈敏度最高。它的試驗條件是A1B3C1,即測量線圈1-2的匝數為300匝，測量線圈l-2的直徑為O.9mm,兩線圈間距H為2mm,即得出傳感器最優(yōu)參數表，如表6所示表6傳感器最優(yōu)參數表試驗編號測量線圈1-2距數測量線圈1-2直徑兩線圈間距H7300匪0.9mm2,另外，所述u形磁芯和I形磁芯為錳鋅鐵氧體磁芯，其適用于信號頻率小于lMHz的信號檢測，聚磁效果較好，能很大程度提高渦流傳感器1的性能。因為表面放置式傳感器屬接觸式測量，因而在渦流傳感器l底端設置有上磁屏蔽較小的耐磨鋼套，以增加渦流傳感器1的使用壽命。綜上所述，本實施例中，所述測量線圏1-2的線圈匝數為300匝，測量線圈1-2的直徑為0.9mm,激勵線圈1-1和測量線圈1-2間的間距H為2mm,激勵線圈l-l的直徑為9mm。所述激勵線圈1-1和一個測量線圈1-2安裝在一能倒扣在鋼軌14上的外部殼體內，所述外部殼體下部設置有與鋼軌14的上部結構相對應的凹槽。所述外部殼體為U形外殼7,所述激勵線圈1-1和一個測量線圈1-2均安裝在U形外殼7內且均安裝在U形外殼7上部中部，所述U形外殼(7)的內部結構與鋼軌14的上部結構相對應。本實施例中，所述U形外殼7的內部左右兩側分別設置有一個能在鋼軌14的上部側壁上前后移動的固定輪8,U形外殼7的內部上方設置有一個或多個能在鋼軌14上表面上前后移動的導向輪9,U形外殼7的外部上方設置有一帶動U形外殼7沿鋼軌14前后移動的手扶支桿10。另外，手扶支桿IO底部固定在U形外殼7正上方所設置的底座13上，且手扶支桿10與底座13之間的連接方式為15鉸接。所述手扶支桿10中部安裝有一電源箱11，所述正弦函數發(fā)生器2、信號放大電路一3、信號放大電路二4和報警單元6均設置在一電路板上，所述電路板和供電電源12均安裝在電源箱11內。所述LCD顯示器15安裝在電源箱11的外表面上。所述導向輪9能保持渦流傳感器1到被測材料即鋼軌14間的距離相對恒定，并且能方便渦流傳感器1更快速地在鋼軌14上前進；長約一米的手扶支桿10是為了方便巡道工人檢測而設計的。本實施例中，所述正弦函數發(fā)生器2為能產生頻率為10~100KHz的正弦波信號的芯片ICL8038。所述芯片ICL8038的第1和第12管腳分別接可變電阻W2和W3的活動端，可變電阻W2的一固定端接+15V電源端且其另一固定端經電阻R4后接-15V電源端，可變電阻W3的一固定端經電阻R3后接+15V電源端且其另一固定端接-15V電源端。所述芯片ICL8038的第4和第5管腳分別經電阻R2和Rl后接至可變電阻Wl的兩固定端，可變電阻W1的活動端接+15V電源端，所述芯片ICL8038的第4管腳經電容C5后接-15V電源端且其第11管腳接-15V電源端，芯片ICL8038的第7和第8管腳相接，芯片ICL8038的第3管腳為其輸出管腳。所述信號放大電路一3由前級電壓放大電路一和與所述前級電壓放大電路一相接的后級功率放大電路組成。所述前級電壓放大電路一為由芯片AD811組成的同相放大器，所述后級功率放大電路為由兩個功率二極管Dl和D2對接組成的乙類推挽功率放大電路。所述信號放大電路一3中，芯片AD811即Al的負相輸入端依次經電阻R5和電容Cl后與芯片ICL8038的第3管腳相接且其負相輸入端和輸出端分別接至可變電阻W4的兩個固定端，芯片ICL8038的第7和第4管腳分別接+15V和-15V電源端，芯片AD811的正相輸入端接地。功率二極管Dl的陰極接和D2的陽極，功率二極管Dl的陽極經電阻R6后接+15V電源端且其陽極接三極管Ql的基極，功率二極管D2的陰極經電阻R7后接-15V電源端且其陰極接三極管Q2的基極，芯片ICL8038的輸出端接功率二極管D2的陽極，三極管Ql的發(fā)射極依次經電阻R8和R9后接三極管Q2的集電極，所述三極管Ql的集電極和Q2的發(fā)射極分別接+15V和-15V電源端。所述電阻R8和R9的連接點且電容C2后輸出，該輸出信號為后級功率放大電路的輸出信號且其接激勵線圈1-1。所述信號放大電路二4由前級電壓放大電路二和由芯片AD620組成的后級檢測信號放大電路組成，所述前級電壓放大電路二接后級檢測信號放大電路。所述前級電壓放大電路二為由芯片AD811即A2組成的同相放大器。在信號放大電路二4中，所述芯片AD811的正相輸入端與測量線圈1_2相接且其負相輸入端與其輸出端相接，芯片AD811的第7和第4管腳分別接+15V和-15V電源端。所述芯片AD811的輸出端經電容C3后接芯片AD620即A3的正相輸入端，芯片AD620的負相輸入端接-15V電源端且其第5管腳接地，芯片AD620的第7和第4管腳分別接+15V和-15V電源端且其第1管腳經電阻R10后與其第8管腳相接。實際使用時，所述控制電路為電壓比較器5，當渦流傳感器l未檢測到損傷時，檢測輸出的信號即信號放大電路二4得輸出信號應為零的電壓信號；當檢測到損傷時，信號放大電路二4會有電壓值較大的檢測信號輸出，利用電壓比較器5對發(fā)現(xiàn)的損傷進行判斷，并啟動由蜂鳴器BELL和發(fā)光二極管D10和Dll組成的報警單元6進行報警。若設置電壓比較器5的比較電壓為0V，則對輕微的干擾信號就能夠報警，所以設置的報警電壓應高于零點，同時略高于檢測到損傷后輸出電壓的最小值。由于干擾多來自漏磁和表面不平等原因，它所引起的信號輸出與檢測到的損傷信號相比是很小的，可使用二極管的導通電壓來作此處的比較電壓。本實施例中，首先將信號放大電路二4經由二級管D3-D6組成的整流電路后送至芯片AD811即A4的正相輸入端，此處芯片AD811的第7和第4管腳分別接+15V和-15V電源端，芯片AD811的負相輸入端分別經電阻Rll和二極管D7后接+15V電源端和接地，芯片AD811的輸出端分別接蜂鳴器BELL的正電源輸入端和與非門的一輸入端切其輸出端經發(fā)光二極管D10(紅色)后接地，蜂鳴器BELL的負電源輸入端和與非門的另一輸入端均17接地，所述與非門的輸出端經發(fā)光二極管Dll(綠色)后接地，并且芯片AD811的輸出端依次經兩個對接的穩(wěn)壓管D8和D9后接地。釆用本發(fā)明對深度均為0.2mm，且寬度分別為0.2mm、0.5mm、1.Omm和1.5mm的直線拉痕即模擬裂紋的測試結果，如表7所示表7測試結果表^\\縫寬\\讀數\編號\\12340.2mm0.5mm1.Omm1.5mm10.230.971.532.1220.220.961.542.1130.240.991.512.1440.230.981.542,13平均讀數0.230.981.532.13當渦流傳感器1對完整的試樣即鋼軌14表面進行檢測時，LCD顯示器15的讀數為零，綠色發(fā)光二極管Dll發(fā)光；當渦流傳感器1移動至受損位置時，LCD顯示器15有一定讀數，當受損位置的裂縫寬度超過一定限值時，紅色發(fā)光二極管D10發(fā)光，蜂鳴器BELL報警。測試過程中，隨著模擬裂紋的縫寬增大，LCD顯示器15讀數增大。當模擬裂紋的縫寬為一定值時，LCD顯示器15上所顯示讀數亦為定值。綜上所述，本發(fā)明為了方便巡道工人在兩列火車通過的間隙對鋼軌14進行檢測而設計的。其具體利用渦流感應原理，使渦流傳感器l在試件即鋼軌14表面在交變磁場作用下會產生一定分布和大小的渦流，當沒有裂紋時，渦流分布和大小保持不變；當檢測到裂紋時，渦流分布和大小會產生相應變化，測量線圈1-2感應渦流反磁場的變化并通過LCD顯示器15把上述變化轉化為電信號顯示出來，以反映缺陷情況，當裂縫寬度超過安全限制時蜂鳴器BELL報警。18以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。權利要求1.一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于包括為各用電單元進行供電的供電電源(12)、對鋼軌損傷進行檢測的表面放置式渦流傳感器(1)、為渦流傳感器(1)提供激勵源的正弦函數發(fā)生器(2)、對正弦函數發(fā)生器(2)所產生的正弦波信號進行放大處理的信號放大電路一(3)、對渦流傳感器(1)所檢測的檢測信號進行放大處理的信號放大電路二(4)、與信號放大電路二(4)相接的控制電路、由所述控制電路進行控制的報警單元(6)和與信號放大電路二(4)相接的顯示器；所述渦流傳感器(1)由一個激勵線圈(1-1)和一個測量線圈(1-2)組成；所述正弦函數發(fā)生器(2)接信號放大電路一(3)，信號放大電路一(3)的兩個輸出端分別與激勵線圈(1-1)的兩端相接，測量線圈(1-2)的兩端分別與信號放大電路二(4)的兩個輸入端相接，所述控制電路接報警單元(6)。2.按照權利要求l所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述激勵線圈(l-l)由U形磁芯和纏繞在所述U形磁芯中部的線圈組成，所述測量線圈(1-2)由I形磁芯和纏繞在所述I形磁芯中部的線圈組成，所述測量線圈(1-2)位于激勵線圈(1-1)的下方中部且二者呈正交分布，測量線圈(1-2)的直徑小于激勵線圏(1-1)的直徑。3.按照權利要求1或2所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述測量線圈(1-2)的線圈匝數、測量線圈(1-2)的線圈直徑以及激勵線圏(1-l)和測量線圈(1-2)間的間距H為通過正交試驗設計法確定的最佳參數組合。4.按照權利要求3所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述測量線圈(1-2)的線圈匝數為300匝，測量線圈(l-2)的直徑為0.9mm,激勵線圈(1-1)和測量線圈(1-2)間的間距H為2mm，激勵線圈(1-1)的直徑為9mm。5.按照權利要求1或2所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述激勵線圈(1-1)和一個測量線圈(1-2)安裝在一能倒扣在鋼軌(14)上的外部殼體內，所述外部殼體下部設置有與鋼軌(14)的上部結構相對應的凹槽。6.按照權利要求5所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述外部殼體為U形外殼(7)，所述激勵線圈(1-l)和一個測量線圈(1-2)均安裝在U形外殼(7)內且均安裝在U形外殼(7)上部中部，所述U形外殼(7)的內部結構與鋼軌(14)的上部結構相對應。7.按照權利要求6所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述U形外殼(7)的內部左右兩側分別設置有一個能在鋼軌(14)的上部側壁上前后移動的固定輪(8),U形外殼(7)的內部上方設置有一個或多個能在鋼軌(14)上表面上前后移動的導向輪(9)，U形外殼(7)的外部上方設置有一帶動U形外殼(7)沿鋼軌(14)前后移動的手扶支桿(10);所述手扶支桿(10)中部安裝有一電源箱(11),所述正弦函數發(fā)生器(2)、信號放大電路一(3)、信號放大電路二(4)和報警單元(6)均設置在一電路板上，所述電路板和供電電源(12)均安裝在電源箱(11)內。8.按照權利要求1或2所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述正弦函數發(fā)生器(2)為能產生頻率為10100KHz的正弦波信號的芯片ICL8038。9.按照權利要求1或2所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述信號放大電路一(3)由前級電壓放大電路一和與所述前級電壓放大電路一相接的后級功率放大電路組成；所述控制電路為電壓比較器(5)。10.按照權利要求1或2所述的一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于所述信號放大電路二(4)由前級電壓放大電路二和由芯片AD620組成的后級檢測信號放大電路組成，所述前級電壓放大電路二接后級檢測信號放大電路。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，包括為各用電單元進行供電的供電電源、對鋼軌損傷進行檢測的表面放置式渦流傳感器、為渦流傳感器提供激勵源的正弦函數發(fā)生器、對正弦函數發(fā)生器所產生的正弦波信號進行放大處理的信號放大電路一、對渦流傳感器所檢測的檢測信號進行放大處理的信號放大電路二、與信號放大電路二相接的控制電路、由所述控制電路進行控制的報警單元和與信號放大電路二相接的顯示器；所述渦流傳感器由一個激勵線圈和一個測量線圈組成。本發(fā)明結構簡單、設計合理、靈敏度高且便于攜帶、經濟實用，能有效解決鋼軌損傷探測問題。文檔編號G01N27/90GK101576533SQ20091002299公開日2009年11月11日申請日期2009年6月19日優(yōu)先權日2009年6月19日發(fā)明者棟劉,迪王,趙振剛,馬旺宇申請人:長安大學