[发明专利]一种基于漏磁和感应电流的钢轨无损检测装置

说明书

本发明公开了一种基于漏磁和感应电流的钢轨无损检测装置，其构成包括弓形结构的导磁铁，设置在导磁铁两端的永久磁铁，设置在永久磁铁下端面和设置在导磁铁中部的磁敏传感器，以及信号调理电路、采集卡和计算机；磁极方向相反设置在导磁铁两端的永久磁铁与待检测钢轨、导磁铁形成闭合磁化回路；磁敏传感器、信号调理电路、采集卡和计算机依次连接，检测装置运行时，磁敏传感器拾取钢轨电磁场变化信号，且将电磁场变化信号转化为电信号，电信号经信号调理电路放大、滤波后，由采集卡进行A/D转换，提供给计算机进行分析处理，得到钢轨的缺陷信息。本发明能够现对钢轨横/纵向、内/外部缺陷进行高速无损检测，且装置结构简单、制造成本低。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，具体涉及一种基于漏磁和感应电流的钢轨无损检测装置，可同时实现对钢轨横/纵向、内/外部缺陷的高速无损检测。

背景技术

随着国内高铁网络建设的迅速推进，以及“高铁走出国门”战略的逐渐落实，高速铁路发展迅猛。目前，我国投入使用的高速列车运行速度为200～350km/h，中国南车于2014年初制造的CIT500型高速列车试验速度达到了605km/h。运行安全是高速铁路运营的基础条件，稍有不慎往往会造成灾难性的安全事故，其中，钢轨状态直接关系到运输安全。目前，钢轨无损检测技术主要有超声波、机器视觉、交变涡流、交变电磁场检测、漏磁检测等技术。

美国Sperry公司研制了最高检测速度80km/h的钢轨压电超声探伤车，通常检测速度为45km/h。但由于压电超声检测(UT,1929年俄国Sokolov)存在激励与检测频率匹配问题而限制了检测速度的进一步提高。另外，该类探伤方法还有电磁超声与激光超声，均只能运行在32km/h的速度左右。

法国国营铁路公司(SNFC)通过高速摄像机来对钢轨波纹缺陷进行检测，速度可达320km/h。北京交通大学对钢轨表面缺陷视觉检测系统进行了研究，搭建的钢轨探伤试验平台在100km/h速度下可检测表面宽度1mm的裂纹。但是，光学图像法只能检测钢轨的表面状态，不能检测内部损伤。

德国联邦材料研究测试研究所采用涡流技术进行钢轨检测，Eurailscout公司进一步开发了UDT02型钢轨探伤车，最高检测速度可达80km/h。然而，涡流检测由于存在趋附效应而对内伤检测失效。

2000年，在Bombardier公司的支持下，TSC公司开发出了铁路轨道交变电磁场(ACFM)检测系统，通过增加采样频率至50kHZ时，手动系统可实现2.7km/h的检测时速。与涡流检测技术相同，ACFM同样具有趋附效应而不能检测内伤。

1927年，Elmer Sperry博士应美国铁路联盟的要求，研制了世界上第一辆基于漏磁检测原理的轨道探伤车。由于漏磁检测穿透力强，且不存在趋附效应的影响，极其适应于钢轨内/外部缺陷的高速检测。然而，由于磁化回路只能沿钢轨轴向分布，根据漏磁检测垂直磁化理论，漏磁检测技术只能检测钢轨的横向缺陷，即垂直于钢轨轴向的缺陷，而对纵向缺陷失效。

综上所述，现有的钢轨无损检测技术与方法，或检测速度慢，或无法检测内部缺陷，或无法同时实现横/纵向缺陷的全面检测。为此，有必要发明一种可以实现钢轨横/纵向、内/外部缺陷高速检测的无损检测装置，可在列车运行时实现对钢轨的同步检测，对保证铁路运行安全和提高运输效率具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于漏磁和感应电流的钢轨无损检测装置，以解决现有技术的钢轨无损检测装置存在的或检测速度慢，或无法检测内部缺陷，或无法同时实现对横/纵向缺陷全面检测的问题。