[发明专利]一种钢轨探伤验证系统

说明书

本发明公开了一种钢轨探伤验证系统，检测系统仿真计算机采用故障特征点设置钢轨伤损图；检测系统仿真计算机设置钢轨探伤车运行速度，根据钢轨探伤车当前运行位置结合探轮结构，得到超声波发射时各晶片的位置；检测系统仿真计算机根据各个晶片的位置及长度，确定晶片的超声波发射区域，依次生成超声波回波参数仿真数据；检测系统仿真计算机将仿真数据传输至钢轨探伤分析系统计算机；钢轨探伤分析系统计算机根据仿真数据，结合探轮的结构进行空间变换，生成按空间位置排列的检测伤损图并进行验证。本发明克服了现有钢轨探伤验证方式对钢轨探伤分析系统缺乏验证手段、试验成本高和易受环境制约的技术问题，可随时随地对分析系统工作性能进行验证。

技术领域

本发明涉及一种铁路工程机械的电气设备，尤其是涉及一种应用于铁路工程和维护车辆领域，采用超声波检测方式的钢轨探伤验证系统。

背景技术

在铁路工程和维护车辆领域，超声波钢轨探伤车50广泛应用于钢轨的探伤和维护。如附图1所示，一个超声波钢轨探伤系统通常包括：设置在钢轨探伤车上的钢轨探伤检测系统10，钢轨探伤分析系统20，以及设置在钢轨探伤车下部的探轮30。当需要进行钢轨探伤操作时，钢轨探伤车控制探轮30压在钢轨40的上表面，钢轨探伤检测系统10向探轮30发出超声波激励脉冲信号，探轮30的超声波晶片在交变电场作用下，产生与电场同步的机械振动，从而发射超声波信号，这个过程被称为逆压电效应。超声波晶片也可在受到交变压力时，产生交变电场，实现超声波回波的接收，称为正压电效应。超声波探伤应用在钢轨探伤中的原理为：根据超声波的特性，一旦遇到两种不同介质的表面，超声波即会发生反射现象，从而形成一定的超声波回波信号。超声波从钢进入空气时将有100﹪的反射，所以对钢轨缺陷具有良好的检测效果。

探轮30通常采用轮式结构体，轴中心架装有多组不同检测角度的超声波晶片5，探轮30的轮胎外膜内充满耦合液。当钢轨探伤车运行时，探轮30沿钢轨40滚动，超声波晶片5的移动方向与钢轨40平行。在进行钢轨探伤作业时，由探轮30的超声波晶片发出的超声波信号通常会在探轮模块30与钢轨40之间的接触面，钢轨40内的瑕疵面，以及钢轨40的下表面发生反射，探轮30的超声波晶片接收到超声波回波信号，可以通过压电效应进一步将声波信号转换为电信号，并传送给钢轨探伤检测系统10，钢轨探伤检测系统10通过以太网将检测数据传输到钢轨探伤分析系统20，钢轨探伤分析系统20生成钢轨检测伤损图形并进行诊断分析。

现有钢轨探伤检测系统10通常由多达30余个独立超声波通道的超声波晶片组成，以便对钢轨40进行多角度多方位的探伤，并形成钢轨伤损图，为钢轨维修提供了现代化的检测手段。钢轨伤损类别千变万化，分析系统对伤损的诊断方法需不断验证、不断完善，迫切需要一套相应的仿真验证系统。目前，对钢轨探伤系统验证需通过二个方面进行：

一是采用实物(如伤损的钢轨40加钢轨探伤检测系统10)模拟系统在线运行环境的试验台，其缺点是故障钢轨样本有限，检测通道不全，无法实现高速工况下验证，且试验台成本高，检测系统硬件复杂。

二是钢轨探伤检测系统10装车后进行在线验证，这种方式的缺点是极易受到客观环境的制约。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢轨探伤验证系统，克服现有钢轨探伤验证方式对钢轨探伤分析系统缺乏验证手段、试验成本高和易受环境制约的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种钢轨探伤验证系统的技术实现方案，钢轨探伤验证系统，包括：

检测系统仿真计算机，通过所述检测系统仿真计算机采用故障特征点设置钢轨伤损图，模拟故障的钢轨；通过所述检测系统仿真计算机设置钢轨探伤车的运行速度，模拟钢轨探伤车运行，根据所述钢轨探伤车运行的当前位置，结合探轮的结构，得到超声波发射时各晶片的位置；所述检测系统仿真计算机模拟检测系统工作原理，根据各个晶片的位置及长度，确定所述晶片的超声波发射区域，并在钢轨伤损图中匹配符合反射条件的故障特征点，依次生成超声波回波参数仿真数据；