專利名稱：一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼軌缺陷檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷
直O(jiān)
背景技術(shù)：
鐵路運(yùn)營(yíng)不斷向高速化、重載化的方向發(fā)展，其對(duì)鋼軌可靠性的要求越來越高。由于鋼軌服役時(shí)間長(zhǎng)、所受壓力大，鋼軌發(fā)生缺陷的幾率非常大，如果缺陷未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將對(duì)行車的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生重大隱患。因而，穩(wěn)定精確可靠的鋼軌缺陷檢測(cè)技術(shù)和裝置就顯得很重要。在鋼軌探傷方面，目前應(yīng)用最多的是超聲探傷，我國(guó)現(xiàn)役鋼軌的檢測(cè)基本全部是使用超聲檢測(cè)方法。然而，超聲檢測(cè)不易探測(cè)鋼軌表面較淺的裂傷和鋼軌腳部的傷，探測(cè)速度過高時(shí)還會(huì)漏檢很多信息，速度過低時(shí)則會(huì)不斷發(fā)生錯(cuò)檢。隨著列車運(yùn)行速度的不斷提升和對(duì)鐵路安全的日益重視，一些新的鋼軌檢測(cè)方法正在探索和發(fā)展中，其中電磁檢測(cè)技術(shù)由于具有快速檢測(cè)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)引起了各國(guó)的注意?，F(xiàn)在國(guó)際用到的電磁檢測(cè)裝置主要是在列車車身的下方平行裝置傳感器，當(dāng)列車行進(jìn)時(shí)，來進(jìn)行對(duì)在線的鋼軌進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。這種裝置安裝簡(jiǎn)單，但也存在一些問題電磁傳感器與鋼軌有一定距離，在電磁傳感器探測(cè)范圍有限的情況下，要達(dá)到精確檢測(cè)鋼軌缺陷信息，對(duì)電磁傳感器的設(shè)計(jì)要求很高。列車行進(jìn)的過程中會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，這時(shí)會(huì)有提離效應(yīng)產(chǎn)生，電磁傳感器對(duì)于缺陷鋼軌檢測(cè)的精確度下降。電磁傳感器直接平行安裝在列車車身的下面，電磁傳感器沒有很好的保護(hù)措施， 電磁傳感器受環(huán)境因素的影響較大，電磁傳感器容易發(fā)生故障，影響鋼軌缺陷的檢測(cè)。因此，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是如何能夠創(chuàng)新地提出一種有效的處理措施，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，從而能夠近距離精確鋼軌缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置，用以近距離精確鋼軌的缺陷。為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置，其特征在于，所述裝置包括測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器100、密貼鋼軌檢測(cè)輪101、陣列電磁傳感器組 103、嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104、檢測(cè)輪輪軸105、滑環(huán)106、石墨107、金屬?gòu)椈?08、 高速傳輸總線109 ；其中，100用于測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速，測(cè)量的脈沖信號(hào)信息有線傳輸給104 ； 104依據(jù)脈沖信號(hào)信息計(jì)算出列車的速度信息，據(jù)此調(diào)控101轉(zhuǎn)動(dòng)；101轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與鋼軌摩擦接觸，103在與鋼軌近距離接觸時(shí)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁信號(hào)，并將產(chǎn)生的信號(hào)直接傳輸至104進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，轉(zhuǎn)換為可靠的鋼軌數(shù)字信息；轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過106、107和108后由109將鋼軌數(shù)字信息傳送至中央處理系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述裝置還包括多個(gè)“步進(jìn)式”排列輪孔102，其均勻分布在密貼鋼軌檢測(cè)輪101的表面。優(yōu)選的，所述陣列電磁傳感器組103嵌入在“步進(jìn)式”排列輪孔102中。優(yōu)選的，所述陣列電磁傳感器組103包括電磁激勵(lì)傳感器202和電磁感應(yīng)傳感器 203。優(yōu)選的，所述嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104包括電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204、電磁感應(yīng)信號(hào)處理電路205和調(diào)控檢測(cè)輪電路206。優(yōu)選的，電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204用于持續(xù)給電磁激勵(lì)傳感器202提供穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)。優(yōu)選的，所述金屬?gòu)椈?08固定于石墨106上，用于傳導(dǎo)數(shù)字信號(hào)，同時(shí)通過反彈力使石墨與滑環(huán)接觸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明中以電磁檢測(cè)技術(shù)為指導(dǎo)，通過應(yīng)用陣列電磁傳感器來進(jìn)行鋼軌缺陷檢測(cè)，霍爾傳感器用于測(cè)量列車車輪速度，測(cè)量的脈沖信號(hào)信息可靠傳遞給嵌入式鋼軌處理模塊，CPU根據(jù)脈沖信號(hào)信息計(jì)算出列車車速來反饋驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)來調(diào)控檢測(cè)輪輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)控檢測(cè)輪與鋼軌的摩擦，減少打滑，陣列電磁傳感器順次安裝于“步進(jìn)式”輪孔內(nèi)，減少了電磁傳感器的磨損和安裝空間，同時(shí)電磁傳感器與軌面近距離接觸，提高檢測(cè)精度。在電磁信號(hào)前端處理方面，電磁感應(yīng)信號(hào)處理電路實(shí)時(shí)可靠處理信號(hào)，減少了距離傳輸造成的信號(hào)損耗，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)在線鋼軌缺陷的裝置及方法具有十分廣闊的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例參照?qǐng)D1，示出了本發(fā)明的一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置的結(jié)構(gòu)圖，所述裝置具體包括測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器100、密貼鋼軌檢測(cè)輪101、陣列電磁傳感器組 103、嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104、檢測(cè)輪輪軸105、滑環(huán)106、石墨107、金屬?gòu)椈?08、 高速傳輸總線109 ；其中，100用于測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速，將測(cè)量的脈沖信號(hào)信息有線傳輸給104 ； 104依據(jù)脈沖信號(hào)信息計(jì)算出列車的速度信息，據(jù)此調(diào)控101轉(zhuǎn)動(dòng)；101轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與鋼軌摩擦接觸，
4103在與鋼軌近距離接觸時(shí)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁信號(hào)，并將產(chǎn)生的信號(hào)直接傳輸至104進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，轉(zhuǎn)換為可靠的鋼軌數(shù)字信息；轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過106、107和108后由109將鋼軌數(shù)字信息傳送至中央處理系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述裝置還包括多個(gè)“步進(jìn)式”排列輪孔102，其均勻分布在密貼鋼軌檢測(cè)輪101的表面。優(yōu)選的，所述陣列電磁傳感器組103嵌入在“步進(jìn)式”排列輪孔102中。優(yōu)選的，所述陣列電磁傳感器組103包括電磁激勵(lì)傳感器202和電磁感應(yīng)傳感器 203。優(yōu)選的，所述嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104包括電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204、電磁感應(yīng)信號(hào)處理電路205和調(diào)控檢測(cè)輪電路206。優(yōu)選的，電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204用于持續(xù)給電磁激勵(lì)傳感器202提供穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)。優(yōu)選的，所述金屬?gòu)椈?08固定于石墨106上，用于傳導(dǎo)數(shù)字信號(hào)，同時(shí)通過反彈力使石墨與滑環(huán)接觸。下面對(duì)本實(shí)施例所述的裝置進(jìn)行具體的闡述，測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器 100測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速，得到的脈沖信號(hào)信息，有線傳輸給嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊 104，104依據(jù)脈沖信號(hào)信息計(jì)算出列車速度信息，據(jù)此調(diào)控密貼鋼軌檢測(cè)輪101轉(zhuǎn)動(dòng)。密貼鋼軌檢測(cè)輪101轉(zhuǎn)動(dòng)起來與鋼軌摩擦接觸，陣列電磁傳感器組103與鋼軌接觸，電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁信號(hào)，直接傳輸至嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，轉(zhuǎn)換為可靠的鋼軌數(shù)字信息，該信息通過滑環(huán)106、石墨107、金屬?gòu)椈?08傳輸?shù)礁咚賯鬏斂偩€109上， 高速傳輸總線109將鋼軌數(shù)字信息傳送至中央處理系統(tǒng)。所述中的密貼鋼軌檢測(cè)輪101，進(jìn)一步闡述密貼鋼軌檢測(cè)輪101表面布滿“步進(jìn)式”排列輪孔102，102內(nèi)包含陣列電磁傳感器組103，103內(nèi)包含兩個(gè)傳感器，分別為電磁激勵(lì)傳感器202、電磁感應(yīng)傳感器203。所述中陣列電磁傳感器組103具體工作過程嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104 中的電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204持續(xù)給電磁激勵(lì)傳感器202提供穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)，電磁感應(yīng)傳感器203在與鋼軌近距離接觸時(shí)，電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁信號(hào)。更為細(xì)化的對(duì)本實(shí)施例所述裝置進(jìn)行介紹，具體可參照?qǐng)D2使出的裝置示意圖， 密貼鋼軌檢測(cè)輪101與鋼軌接觸，不承擔(dān)列車對(duì)鋼軌的壓力，霍爾傳感器用于測(cè)量車輪轉(zhuǎn)速，測(cè)量脈沖信號(hào)信息有線傳遞給嵌入式鋼軌處理模塊104，CPU根據(jù)脈沖信號(hào)信息計(jì)算出列車車速來反饋驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)來調(diào)控檢測(cè)輪輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)控摩擦，保證檢測(cè)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。以一路電磁傳感器組為例說明在嵌入在“步進(jìn)式”排列輪孔102的受保護(hù)的陣列電磁傳感器組103中，電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204持續(xù)給電磁激勵(lì)傳感器202提供穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)，電磁感應(yīng)傳感器203在與鋼軌近距離接觸時(shí)，電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁信號(hào)，電磁信號(hào)近距離直接傳輸至嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。經(jīng)過電磁感應(yīng)信號(hào)處理電路205處理后的電磁信號(hào)，轉(zhuǎn)換為可靠的鋼軌數(shù)字信息，該信息經(jīng)可靠的數(shù)據(jù)傳輸線傳輸?shù)綑z測(cè)輪輪軸105內(nèi)部，數(shù)據(jù)傳輸線與滑環(huán)106可靠接觸。當(dāng)檢測(cè)輪輪軸105牽引密貼鋼軌檢測(cè)輪101旋轉(zhuǎn)前行運(yùn)動(dòng)時(shí)，檢測(cè)輪輪軸105上的滑環(huán)106也做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)地，密貼于滑環(huán)106上的石墨也相對(duì)的做轉(zhuǎn)動(dòng)，由于石墨是很好的導(dǎo)體，數(shù)據(jù)傳輸線承載的處理信息經(jīng)過滑環(huán)106、石墨107、金屬?gòu)椈?08(固定于石墨106上，起到傳導(dǎo)數(shù)字信號(hào)和利用反彈力使石墨與滑環(huán)良好接觸作用)集合到高速傳輸總線109上，高速傳輸總線109實(shí)時(shí)、可靠、高效地將處理信息傳送至中央處理系統(tǒng)。本實(shí)施例所述的方法中，檢測(cè)輪上的輪孔呈現(xiàn)“步進(jìn)式”排布，當(dāng)檢測(cè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來， 陣列電磁傳感器交錯(cuò)近距離的連續(xù)與鋼軌接觸，保證了鋼軌缺陷檢測(cè)的精確性和連續(xù)性。 電磁傳感器采集到的電磁信號(hào)直接傳輸?shù)綑z測(cè)輪內(nèi)部的嵌入式鋼軌缺陷處理模塊實(shí)時(shí)處理，減少了遠(yuǎn)距離傳輸造成電磁信號(hào)的損耗。電磁信號(hào)經(jīng)過電磁信號(hào)前端調(diào)理電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)PGA數(shù)字解調(diào)電路等分析處理輸出可靠的鋼軌數(shù)字信息?；h(huán)，石墨，金屬?gòu)椈傻慕M合設(shè)計(jì)能有效保證電磁信號(hào)處理后的可靠的鋼軌數(shù)字信息可靠地集合高速傳輸總線上。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置，其特征在于，所述裝置包括測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器100、密貼鋼軌檢測(cè)輪101、陣列電磁傳感器組103、嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104、檢測(cè)輪輪軸105、滑環(huán)106、石墨107、金屬?gòu)椈?08、高速傳輸總線109 ；其中，100用于測(cè)量列車車輪轉(zhuǎn)速，測(cè)量的脈沖信號(hào)信息有線傳輸給104 ； 104依據(jù)脈沖信號(hào)信息計(jì)算出列車的速度信息，據(jù)此調(diào)控101轉(zhuǎn)動(dòng)；101轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與鋼軌摩擦接觸，103在與鋼軌近距離接觸時(shí)電磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁信號(hào)，并將產(chǎn)生的信號(hào)直接傳輸至104進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，轉(zhuǎn)換為可靠的鋼軌數(shù)字信息；轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過106、107和108后由109將鋼軌數(shù)字信息傳送至中央處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括多個(gè)“步進(jìn)式”排列輪孔102，其均勻分布在密貼鋼軌檢測(cè)輪101的表
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述陣列電磁傳感器組103嵌入在“步進(jìn)式”排列輪孔102中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述陣列電磁傳感器組103包括電磁激勵(lì)傳感器202和電磁感應(yīng)傳感器203。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述嵌入式鋼軌缺陷信息處理模塊104包括電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204、電磁感應(yīng)信號(hào)處理電路205和調(diào)控檢測(cè)輪電路206。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于電磁激勵(lì)產(chǎn)生電路204用于持續(xù)給電磁激勵(lì)傳感器202提供穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于所述金屬?gòu)椈?08固定于石墨106上，用于傳導(dǎo)數(shù)字信號(hào)，同時(shí)通過反彈力使石墨與滑環(huán)接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種同步驅(qū)動(dòng)輪式電磁鋼軌探傷裝置，以電磁檢測(cè)技術(shù)為指導(dǎo)，通過應(yīng)用陣列電磁傳感器來進(jìn)行鋼軌缺陷檢測(cè)，霍爾傳感器用于測(cè)量列車車輪速度，測(cè)量的脈沖信號(hào)信息可靠傳遞給嵌入式鋼軌處理模塊，CPU根據(jù)脈沖信號(hào)信息計(jì)算出列車車速來反饋驅(qū)動(dòng)模塊內(nèi)的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)來調(diào)控檢測(cè)輪輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)控檢測(cè)輪與鋼軌的摩擦，減少打滑，陣列電磁傳感器順次安裝于“步進(jìn)式”輪孔內(nèi)，減少了電磁傳感器的磨損和安裝空間，同時(shí)電磁傳感器與軌面近距離接觸，提高檢測(cè)精度。在電磁信號(hào)前端處理方面，電磁感應(yīng)信號(hào)處理電路實(shí)時(shí)可靠處理信號(hào)，減少了距離傳輸造成的信號(hào)損耗，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)在線鋼軌缺陷的裝置及方法具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N27/82GK102173296SQ20111002822
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者于文濤, 劉澤, 徐貴富, 楊國(guó)銀, 王平 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)