[发明专利]钢轨探伤车检测作业电气系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路工程和维护领域，尤其是涉及一种应用于铁路工程和维护领域钢轨探伤车的检测作业电气系统。

背景技术

现有的钢轨探伤车通常是由两节车厢组成，一节为动力车，为整个探伤车提供动力，另一节为检测车，钢轨探伤检测系统装配在检测车上。钢轨探伤检测系统主要由超声波检测系统、电气控制系统和探伤装置机械系统三大部分组成，它们的内部结构和组成连接关系示意图如附图1所示。在现有的钢轨探伤车上，探伤检测作业电气控制系统包含多个功能的子系统，它们之间是相对独立的，各个子功能系统相互协同，为钢轨超声波探伤检测提供检测条件和环境，以实现钢轨探伤作业。

如附图1中所示，超声波检测系统为核心系统，它主要包含超声探轮、超声波激励接收，以及回波信号分析处理嵌入式系统、上层数据分析处理和图形显示检测软件三个主要单元。其中，嵌入式系统对应于电子柜，而检测软件则运行于工业计算机中。电气控制系统为辅助系统，为超声波检测系统提供最佳检测条件和用户作业控制，它包含很多相对独立的子系统，各自完成相应的子功能。探伤装置机械系统为超声波检测系统和电气控制系统提供承载平台，安装超声波探轮、水路管道、风路管道和气缸等传感机构和执行机构。超声波探轮是一种轮式结构体，轴中心架装有几种不同检测角度的超声波晶片，轮胎外膜内充满耦合液，当机车运行时，探轮沿钢轨滚动，检测晶片移动方向与钢轨平行。

然而，目前钢轨探伤车检测作业时多个辅助电气子系统需要操作员根据实际作业情况来进行实时控制和调节，整个电气系统是一个开环系统，缺少自动化分析和处理过程，不具备智能化特点，具体存在如下技术缺陷：

(1)现有系统在开始作业时，操作员需要选择行车作业方向，打开水泵进行喷水，打开风机，天气寒冷时还需要开启加热器对风机吹出来的风进行加热。停止作业或者临时停车时，操作员需要关闭水泵，关闭风机及加热器，以节约用水和用电。如果外界环境温度很低(低于-5℃)，那么临时停车也需要将整个水路管道中充满防冻液，即切换水源为防冻液，然后人工下车确认防冻液已喷出并充满整个水路管道，再关闭水泵。这些操作都由人工进行，容易出现遗忘和出错，造成防冻液的浪费，同时也给操作员带来较大工作量。现有技术钢轨探伤车检测作业电气系统在开始作业和停止作业时，需要人工进行较繁琐的设置，给操作员带来不少工作量。当临时停车，等待信号放行时，容易忘记关闭水泵和风机，造成用水和用电的浪费。当外界环境温度很低时，临时停车或者停止作业时如果没有及时对水路管道充满防冻液，那么管道接头处就会出现因管内耦合水结冰膨胀而破裂，造成设备的损害，不能继续进行探伤作业。

(2)现有系统在实时作业过程中，超声波探轮由于轮内液体受热膨胀，同时探轮长时间受到挤压，探轮轮膜出现变形，为了保持轮内超声晶片与钢轨表面的相对高度不变，因此探轮的下压力需要随之变化。而目前探轮的下压力调节是由操作员通过目测进行的，这样会造成调整不及时和调整不到位等技术问题。而在作业过程中，如果探轮在使用较长时间后未进行轮膜的更换，则轮膜会因膨胀而发生变形。为了保持轮内超声晶片与钢轨表面的距离不变，则需要操作员进行调整。而探轮下压量需要进行调整的时刻不容易被操作员及时发觉，而且人工调整也不准确。

(3)现有系统在实时作业过程中，探伤车在经过弯道(特别是弯道半径小于800m)时，机车轮对与钢轨发生摩擦，产生大量噪声，这些噪声被超声晶片接收后对检测系统造成大量噪声干扰信号，从而影响钢轨探伤的精度。因此，在这段线路检测的过程中需要对机车轮对进行喷水以降低或消除噪声。而目前在作业过程中经过弯道时，操作员首先需要根据超声波检测系统中的显示图像来判断机车轮对与钢轨之间的摩擦噪声过大，然后再进行降噪处理。这些操作完全需要由操作员进行人工判断，然后再开启水泵对机车轮对进行喷水。由于机车作业速度最高为80km/h，人工操作没有实时性，操作员分析判断后再进行操作，此时探伤车已行走很长一段距离或者已驶出弯道，容易造成较长线路检测无效。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢轨探伤车检测作业电气系统，能够解决现有系统存在的操作繁琐、抗干扰能力较弱和自动化程度较低的技术问题。