[发明专利]一种高铁轨道板内部裂隙超声检测系统校准设备及方法有效
申请号: | 201811175534.2 | 申请日: | 2018-10-10 |
公开(公告)号: | CN109187768B | 公开(公告)日: | 2022-02-22 |
发明(设计)人: | 陈先华;郝怡铭;张磊;徐刚;周杰;符庆宏 | 申请(专利权)人: | 东南大学 |
主分类号: | G01N29/30 | 分类号: | G01N29/30 |
代理公司: | 南京众联专利代理有限公司 32206 | 代理人: | 周蔚然 |
地址: | 210096 *** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 铁轨 内部 裂隙 超声 检测 系统 校准 设备 方法 | ||
1.一种高铁轨道板内部裂隙超声检测系统校准设备,其特征在于,所述校准设备包括校准板、水准管、高度可调支座及超声检测系统,校准板分为沿检测方向布置的调试区、横向精度校准区、纵向精度校准区、深度方向精度校准区,水准管均匀布置于校准板上表面外沿,高度可调支座均匀布置于校准板底部,超声检测系统包括通过信号传输线连接的扫描模块、编码器、超声相控阵模块及图像处理模块,
所述校准板调试区内部包含沿校准板中轴线对称分布的长100mm,宽500mm,深50mm的内部水平断层,设定内部水平断层平面高程为基准高程0mm;所述校准板横向精度校准区包括四块长100mm,宽500mm,厚100mm的子区,四块子区内设有纵向锯齿状断层,锯齿状断层上齿尖高程为0mm,锯齿状断层的下齿尖高程为-10mm,且四块子区内断层相邻齿间距离沿长度方向依次为:0.5mm,0.1mm,0.05mm,0.01mm;所述校准板纵向精度校准区包括四块长100mm,宽500mm,厚100mm的子区,四块子区内设有横向锯齿状断层,锯齿状断层上齿尖高程为0mm,锯齿状断层的下齿尖高程为-10mm,且四块子区内断层相邻齿间距离沿长度方向依次为:0.5mm,0.1mm,0.05mm,0.01mm;所述校准板深度方向精度校准区长100mm,宽500mm,厚100mm,该区为一含五级阶梯状断层,内部纵向阶梯状断层表面高程沿长度方向依次为-0.1mm,0mm,0.1mm,0.15mm,0.156mm;
其校准方法是:
架设校准设备,应用超声检测系统对待检测区域进行检测,获得相应的检测参数与精度,进而通过反馈调节检测设备的预设参数,达到工程要求的检测精度,完成对超声检测仪器的校准;
所述高铁轨道板内部裂隙超声检测系统校准设备的校准方法,包括以下详细步骤:
步骤1:设置超声相控阵模块初始检测参数;
步骤2:将校准设备架设在待检测区域上方,调整校准设备架设方向使其与检测方向平行,通过调节校准设备支座使校准设备处于水平状态;
步骤3:初始化超声检测系统,移动扫描模块至校准板调试区,设置超声检测系统的检测参数,设置调试区高程为零;
步骤4:移动扫描模块至校准板横向精度校准区,采集横向精度校准区内部锯齿状断层相邻上齿尖或下齿尖的横向间距;
步骤5:移动扫描模块至校准板纵向精度校准区,采集纵向精度校准区内部锯齿状断层相邻上齿尖或下齿尖的横向间距;
步骤6:移动扫描模块至校准板深度方向精度校准区,采集深度方向精度校准区各级台阶的高程;
步骤7:将采集数据与已知校准板内部病害构造信息对比分析,获取超声检测系统检测精度;
步骤8:检测到平均检测值与真实值误差小于±5%,说明超声检测系统精度达标,符合工程检测要求;
步骤9:若不符合工程检测要求,则通过反馈调节检测设备的预设参数,重复上述步骤,直至达到所要求的精度,完成校准。
2.根据权利要求1所述的一种高铁轨道板内部裂隙超声检测系统校准设备,其特征在于,所述校准板其材料主要成分为快硬硫铝酸盐水泥和矿物掺合料组成的复合胶凝材料,通过3D打印形成,并于校准板上表面标识出校准板调试区、横向精度校准区、纵向精度校准区、深度方向精度校准区各区分界线。
3.根据权利要求1所述的一种高铁轨道板内部裂隙超声检测系统校准设备,其特征在于,所述校准板长度方向两侧面中轴线上均匀布置四个水准管;校准板宽度方向两侧面中轴线上均匀布置两个水准管;校准板底部均匀布设六个高度可调且底部可活动的支座。
4.根据权利要求1所述的一种高铁轨道板内部裂隙超声检测系统校准设备,其特征在于,评判检测精度的标准:
对于横向精度、纵向精度及深度方向精度校准区进行若干次检测,检测获得横向、纵向及深度检测值与校准区内部断层真实值误差小于±5% 时,说明检测可靠度大于95%。
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