[发明专利]一种基于轮对的相控阵超声探伤装置

说明书

本发明公开了一种基于轮对的相控阵超声探伤装置，由地磁传感器、第一红外发射器、第一红外接收器、超声波传感器组、喷水装置、高清夜视摄像头组、控制器组成，采用地磁传感器检测轨道车辆的到来，采用超声波传感器组组成相控阵超声探伤装置对轮对一定深度进行探伤，并通过高清夜视摄像头组对轮对的轮缘和踏面的表面进行图像采集和识别，识别出轮缘、踏面表面的裂纹和锈斑，采用红外对射检测轮对的弦的变化量来计算轮对直径的变化量，进而判断轮对的外廓形变量。能有效精确测量轮对外廓形状尺寸参数，尤其是轮对踏面、轮缘部分的参数，并与设定安全阈值相比较，从而得到轮对变形量、踏面缺陷位置、车轮多边形。

技术领域

本发明涉及轮对探伤领域，尤其涉及一种基于轮对的相控阵超声探伤装置。

背景技术

轮对是保证轨道车辆在钢轨上的运行和转向，承受来自轨道车辆的全部静、动载荷，把它传递给钢轨，并将因线路不平顺产生的载荷传递给轨道车辆各零部件的重要组成部分。轨道车辆轮对的工作状态对机车能否安全运行起着至关重要的作用。然而，司机操作不当进行紧急制动与车轮闸瓦材料不结实等因素均会使机车车轮损伤，因此，通过探伤检测手段捕获轮对的工作状态，有针对性、预测性地制定维修计划和管理决策，对保证轨道车辆安全可靠运行、避免事故的发生具有重要意义。

轮对变形量、踏面缺陷位置、车轮多边形等均会影响列车正常运行，而轮对形变会引起直径的变化，直径变化超过预设值时会严重影响列车的正常运行。

现有技术中，主要采用人工检测和超声探伤装置检测等方法对轮对进行探伤。其中：人工检测采用榔头敲击轮对辨别声音和观察轮对外形来判断轮对损伤，这种方法的主观性较强、准确率较低，容易出现漏检的情况；超声探伤装置进行探伤时，每次探伤只能对轮对某个角度进行探伤，需要探伤轮对多个角度时就需要变换该装置探头的多个相应角度，非常麻烦，浪费大量的人力、物力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于轮对的相控阵超声探伤装置，通过检测轨道车辆的到来，触发轮对探伤设备对轮对进行探伤。采用超声波传感器组组成相控阵超声探伤装置对轮对一定深度进行探伤，并通过高清夜视摄像头组对轮对的轮缘和踏面的表面进行图像采集和识别，识别出轮缘、踏面表面的裂纹和锈斑，采用红外对射检测轮对的弦的变化量来计算轮对直径的变化量，进而判断轮对的外廓形变量。能有效精确测量轮对外廓形状尺寸参数，尤其是轮对踏面、轮缘部分的参数，并与设定安全阈值相比较，从而得到轮对变形量、踏面缺陷位置、车轮多边形等影响列车正常运行的轮对故障隐患。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于轮对的相控阵超声探伤装置是这样实现的：

一种基于轮对的相控阵超声探伤装置，包括地磁传感器、第一红外发射器、第一红外接收器、超声波传感器组、喷水装置、高清夜视摄像头组、控制器、红外发射器组、红外接收器组，在火车站台前方的轨枕上安装地磁传感器，用于检测即将进站的车辆，便于超声波传感器组、高清夜视摄像头组提前进入工作状态等待检测轮对，地磁传感器前方安装第一红外发射器和第一红外接收器，用于检测即将进站的机车轮对，第一红外发射器和第一红外接收器检测到机车的轮对时，超声波传感器组、高清夜视摄像头组、红外发射器组、红外接收器组即开始检测机车轮对，第一红外发射器前方的钢轨两侧安装超声波传感器组作为相控阵超声探伤装置，用于检测轮对一定深度的缺陷，确定轮对内部的缺陷位置，高清夜视摄像头组钢轨外侧的超声波传感器组旁，对轮对的轮缘和踏面的表面进行图像采集，识别出轮缘、踏面表面的裂纹和锈斑，喷水装置安装在高清夜视摄像头组旁边，用于对高清夜视摄像头组的镜头进行清洗，红外发射器组、红外接收器组安装在钢轨侧，用于检测轮对的弦的变化量，通过红外发射器组向红外接收器组发射红外光，根据轮对的弦的变化量来计算轮对直径的变化量，进而判断轮对的外廓形变量，控制器安装在钢轨内测的超声波传感器组旁边，用于接收地磁传感器、第一红外接收器、超声波传感器组、高清夜视摄像头组采集到的信息，控制第一红外发射器向第一红外接收器发射红外线，控制喷水装置向高清夜视摄像头组喷水，接收红外接收器组接收到的红外发射器组发射来的红外光。