[发明专利]一种列车车轮便携式探伤系统的检测方法

说明书

本发明公开了一种列车车轮便携式探伤系统的检测方法，该系统有多组探头阵列模块和数据采集模块，同时对多个车轮进行检测。检测设备可安装于机车之上，检测过程中无需人工手持，可跟随车辆同时前进一段距离，即可完成对整个车轮的扫查。系统采用多探头多通道组合扫查技术，通过多通道组合的超声波探头阵列，分别由上位机控制独立通道进行超声激励和信号采集。上位机软件与数据采集模块可通过有线或无线(WiFi)方式进行通信。上位机软件基于UDP协议将指令发送给数据采集模块，控制其工作。数据采集模块基于TCP协议将探伤数据发送给上位机软件，经过处理，以B扫图的形式将车轮伤损情况形象直观地展现出来，判断缺陷是否存在及位置。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，更确切的说，涉及一种列车车轮便携式探伤系统的检测方法。

背景技术

车轮是机车的主要受力部件，其几乎承担了机车的全部重量并完成在钢轨上的转动。目前铁路运输的提速和重载快速发展，机车车轮踏面、轮辋、轮辐及辐板孔部件容易出现应力集中等现象，导致车轮的擦伤、剥离、不圆度、非正常磨耗加剧，特别是性质十分严重的轮辋周向裂损故障时有发生，直接危及行车安全。因此对机车车轮进行无损检测并判断车轮内部的伤损类型和位置一直是铁路运输部门十分关心的问题，机车车轮除了在出厂前需要经过严格的质量检测外，在使用过程中也需要定期对车轮的健康状态跟踪检测、分析及维护等。所以，利用高效的检测方法并研制一种列车车轮便携式探伤系统，对于保障机车的日常行车安全很有必要。

目前常用于机车车轮检测的无损检测方法，可以分为电涡流探伤(EC)、磁粉探伤(MT)、超声探伤(UT)等技术。这些技术方法中，磁粉和涡流探伤法只能对车轮的踏面表面的缺陷(擦伤)进行检测，而超声探伤法可对车轮内部的缺陷进行检测。超声探伤技术是指利用超声波具有穿透性和反射能力的特点用来对被测工件的内部进行无损检测的过程。当声脉冲遇到声特性阻抗发生变化的地方(如出现密度分层)，部分入射声能会被反射，根据反射声波的声压大小可对被测工件(机车车轮)内部伤损情况做出一定的评估。超声探伤的优点是：适用范围广；成本较低；灵敏度相对较高；在缺陷的定位、定量分析上有一定的优势。

另外，现有技术中，发明专利申请《一种跟随式机车车辆超声波探伤机》公开号CN104677989A和相同技术内容的实用新型专利，公告号CN 20438389443U。该现有技术公开了一种跟随式机车车辆超声波探伤机，包括固定工作平台、探伤装置、超声换能器、耦合剂管路3、适配器4、采集装置5和信号传输装置6。该发明采用跟随式检测，也可以安装在减震臂主体上或不影响工作的其他适合位置，但是其在线检测的效率和可靠性尚未达到要求，并且其在安装便捷性也有欠缺。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明旨在实现的技术问题为：设计一种列车车轮便携式探伤系统，使之具有安装方便、兼容性强、检测范围广、精度高、误判率低、人工依赖程度低等特点，可实时切换显示不同车轮的A扫、B扫图；对缺陷进行位置及颜色的标识；实时存储探伤数据，可供历史查询及回放；系统可按不同轮型灵活配置不同参数，方便操作；多用户登陆系统，分配不同权限。

为了实现上述发明目的，本发明设计了一种列车车轮便携式探伤系统，本系统的主要组成是贴合车轮扫查的探头阵列模块；控制探头工作、采集探伤数据的数据采集模块；接收探伤数据、处理探伤数据、绘制探伤图形及存储回放等其它功能的上位机软件。其采用的技术方案为：

一种列车车轮便携式探伤系统，其特征在于：包括探头阵列模块，数据采集模块以及上位机软件模块；所述探头阵列模块，包括一个支架，上面安装不同类型的探头、编码器以及耦合装置；所述数据采集模块，包括超声波探伤UT控制器，连接所述探头；接口控制器，连接所述编码器，并与耦合装置相连及超声波探伤UT控制器相连；无线装置，与超声波探伤UT控制器相连，并连接上位机；采集模块连接固定支架，固定支架则用于固定整个模块于车辆之上，无需人工手持；电源，给超声波探伤UT控制器、接口控制器、无线装置以及耦合装置供电；所述上位机软件模块，发送指令给所述数据采集模块，接收并处理数据采集模块的回应包以及探伤数据。