[实用新型]一种用于钢轨检测的新型传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安全防护装置，尤其是涉及一种用于钢轨检测的新型传感器。

背景技术

现阶段我国铁路运输占据主体地位，为满足经济发展要求，近年来铁道部对我国铁路系统已经进行了六次大提速，大大增加了我国铁路的运输能力，在提高运输量和效率的同时，也对列车的安全稳定运行提出了更高的要求。而钢轨损伤是铁路安全的最大隐患，因此对其检测至关重要

目前常用于检测钢轨损伤的无损探伤方法有磁粉法、射线法、超声法、渗透法和涡流法。上述技术各有其优缺点：磁粉检测现场应用非常简单，能直接检测表面损伤，但如果被检工件表面有涂层或处于潮湿环境时，其检测可靠性将大为降低；射线法中射线辐射危害人体，检测时必须进行安全防护，且有些工况不易实施；超声法对工件表层下损伤的检测也很有效，但检测时需耦合剂，效率较低，对损伤的判定也有赖于技术人员的经验；渗透法对表面开口裂纹检测灵敏度很高，但不适于有表面涂层的工件及潮湿的环境，且对损伤的判定有赖检验人员的经验；涡流技术对表面开口裂纹很灵敏，在表面涂层、潮湿和水底等恶劣环境下也能开展检测工作，可检测缺陷的极限值为0.4mm，该类设备具有结构简单、灵敏度高、频率响应特性好以及测试电路简单等优点。综上所述，涡流法对钢轨表面裂纹的检测有其独特的优点。

对于涡流检测技术而言，其主要包括传感器(检测探头)技术、测量参数的优化技术、缺陷信号的处理技术以及显示技术。其中，传感器的性能对测试的精度和可靠性有着重要的影响。为了满足不同工件形状和大小的检测要求，按检测时测量线圈和试样的相互位置关系，传感器的测量线圈可分为三大类：a)穿过式传感器。此传感器将工件插入并通过线圈内部进行检测。可用于检测管材、棒材、线材等可以从线圈内部通过的试件。b)内通过式传感器。由环形线圈组成，用于检测管子或圆孔内部。c)放置式传感器。放置式线圈，是一种使用最为广泛的涡流传感器。它适用于各种板材、带材、棒材的表面检测，还能对形状复杂的工件的某一区域进行局部检测。目前，还没有一种用专门适用在钢轨损伤检测的传感器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于钢轨检测的新型传感器，其结构简单、设计新颖、合理且使用操作方便，能够有效解决钢轨损伤检测问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种用于钢轨检测的新型传感器，其特征在于：包括对钢轨损伤进行检测的表面放置式涡流传感器，所述涡流传感器由一个激励线圈和一个测量线圈组成；所述激励线圈由U形磁芯和缠绕在所述U形磁芯中部的线圈组成，所述测量线圈由I形磁芯和缠绕在所述I形磁芯中部的线圈组成，所述测量线圈位于激励线圈的下方中部且二者呈正交分布，测量线圈的直径小于激励线圈的直径。

还包括为涡流传感器提供激励源的正弦函数发生器、对正弦函数发生器所产生的正弦波信号进行放大处理的信号放大电路一和为正弦函数发生器与信号放大电路一进行供电的供电电源；所述正弦函数发生器接信号放大电路一，信号放大电路一的两个输出端分别与激励线圈的两端相接。

所述测量线圈的线圈匝数、测量线圈的线圈直径以及激励线圈和测量线圈间的间距H为通过正交试验设计法确定的最佳参数组合。

所述测量线圈的线圈匝数为300匝，测量线圈的直径为0.9mm，激励线圈和测量线圈间的间距H为2mm，激励线圈的直径为9mm。

所述激励线圈和一个测量线圈安装在一能倒扣在钢轨上的外部壳体内，所述外部壳体下部设置有与钢轨的上部结构相对应的凹槽。

所述外部壳体为U形外壳，所述激励线圈和一个测量线圈均安装在U形外壳内且均安装在U形外壳上部中部，所述U形外壳的内部结构与钢轨的上部结构相对应。

所述U形外壳的内部左右两侧分别设置有一个能在钢轨的上部侧壁上前后移动的固定轮，U形外壳的内部上方设置有一个或多个能在钢轨上表面上前后移动的导向轮，U形外壳的外部上方设置有一带动U形外壳沿钢轨前后移动的手扶支杆。

所述手扶支杆中部安装有一电源箱，所述正弦函数发生器和信号放大电路一均设置在一电路板上，所述电路板和供电电源均安装在电源箱内。

所述正弦函数发生器为能产生频率为10～100KHz的正弦波信号的芯片ICL8038。

所述信号放大电路一由前级电压放大电路一和与所述前级电压放大电路一相接的后级功率放大电路组成。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：