[发明专利]一种动态检测无砟轨道缺陷的方法及装置

说明书

本发明公开了一种动态检测无砟轨道缺陷的方法及装置，所述方法是首先利用声波激发单元向轨道板输入振动能量，使产生频率为10～20kHz范围内的声波，并由一麦克风传感器采集声波信号并传输给计算机，由计算机计算所采集的声波波速并与阀值进行大小比较以判断是否存在缺陷，具体为：若采集的声波波速小于阀值，则判断存在缺陷；与阀值的差值越大，表示缺陷越严重。本发明实现了对无砟轨道缺陷的动态检测，具有检测速度快、效率高，可在几个小时的天窗时间进行远距离的检测作业，且检测结果基本不受外界环境影响，检测精度高，而且缺陷位置可同时标记以利于后期维护检修，使得检测和维护工作效率得到大幅度提高。

技术领域

本发明是涉及一种动态检测无砟轨道缺陷的方法及装置，属于轨道缺陷检测技术领域。

背景技术

无砟轨道取消了传统有砟轨道的轨枕和道床，是由无砟轨道板、CA砂浆层、支撑层和基床构成，是一种全新的全面支撑的板式轨道结构。随着高速铁路的迅猛发展，无砟轨道的运用已越来越广泛。由于无砟轨道结构一直暴露于复杂的大气环境中，受多种因素(列车荷载、环境条件等)长期作用的影响，致使产生各种缺陷，包括线下结构离隙、贯穿裂缝以及CA砂浆层脱空等损伤。主要原因一方面是列车高速重载运行过程中会对无砟轨道产生挤压、冲击等作用，导致其内部可能会出现不密实、裂缝或空洞，外部形成损伤层或蜂窝麻层等各种各样的缺陷；另一方面是由于无砟轨道在前期制作中因施工工艺、施工经验可能存在问题，导致本身就存在缺陷；另外，雨雪的侵蚀、环境温度变化等自然灾害下也将导致产生缺陷。因缺陷的存在将严重影响无砟轨道的承载力和耐久性，将会致使无砟轨道结构失效，无法保证高速铁路无砟轨道及线下结构的稳定性和平顺性，而稳定性和平顺性恰恰是保证高铁快速和安全运营的重要前提条件，将直接关系到列车的正常运营和乘客的人身安全。

目前关于无砟轨道的缺陷检测技术应用较多的有远红外线成像或电磁波检测技术，但是远红外线成像技术受外界温度影响较大，不适用于在野外高速铁路上工作，电磁波技术则很容易受到轨道板内钢筋的影响，轨道板内存在的错综复杂的钢筋，使电磁波技术的检测结果存在偏差。另外，目前的检测技术均为静态检测技术，只能在检修维护的天窗时间内进行，而轨道交通用于可供线路检修维护的有效天窗时间仅为2-3小时，且高速铁路的线程又很长，若采用现有的检测手段不仅耗费大量人力物力，而且效率十分低下，检测维护成本很高，以致不能满足轨道安全预警需求，因此研发一种可高效、动态无损检测无砟轨道缺陷的方法及装置将具有重要意义和价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种动态检测无砟轨道缺陷的方法及装置，以实现高效、无损、实时检测出无砟轨道的缺陷，为高铁的安全运营提供及时预警和有力保障。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种动态检测无砟轨道缺陷的方法，是首先利用声波激发单元向轨道板输入振动能量，使产生频率为10～20kHz范围内的声波，并由一麦克风传感器采集声波信号并传输给计算机，由计算机计算所采集的声波波速并与阀值进行大小比较以判断是否存在缺陷，具体为：若采集的声波波速小于阀值，则判断存在缺陷；与阀值的差值越大，表示缺陷越严重。

一种动态检测无砟轨道缺陷的装置，包括轨检小车、声波激发单元、麦克风传感器和计算机，所述声波激发单元与一双轴位移调节机构相连接，所述麦克风传感器与一自适应位移反馈调节装置相连接，且所述双轴位移调节机构和自适应位移反馈调节装置均固定连接在轨检小车的前端。

一种优选方案，所述装置还包括缺陷标记机构，所述缺陷标记机构包括油漆储存容器、压力泵和喷射管，所述油漆储存容器与压力泵相连接，所述压力泵与喷射管相连接，且所述压力泵与计算机信号连接。