[发明专利]钢轨断面中轴线检测方法及系统、对中检测方法及系统

说明书

本发明涉及铁路轨道检测领域，提供一种钢轨断面中轴线检测方法及系统、钢轨对中检测方法及系统、钢轨探伤车，该断面中轴线检测方法方法包括：在钢轨的一侧拍摄钢轨断面的轮廓(5)，所述钢轨断面的轮廓(5)包括轨腰轮廓(52)和轨头轮廓(51)；从钢轨断面的轮廓(5)中获取轨腰轮廓(52)；通过所述轨腰轮廓(52)与标准轮廓(8)进行匹配得到钢轨断面中轴线(7)。采用本发明的方法能够快速、精确地判断钢轨断面的中轴线，加快探伤的效率。

技术领域

本发明涉及铁路轨道检测领域，尤其涉及一种钢轨对中检测方法及系统、钢轨探伤的方法及探伤车。

背景技术

随着我国铁路轨道的快速发展，钢轨每天都需要承载大量的运输任务，钢轨出现伤损在所难免。钢轨探伤车承载在役钢轨的伤损检测任务，对保证铁路运输安全起到重要作用。

现有的钢轨探伤车进行探伤作业时，如图1所示，通常采用超声波探头1对准钢轨2轨腰的中心线，超声波探头1通过接收的轨底回波信号的强弱判断钢轨2是否有损伤。如图2所示，如果超声波探头1偏离钢轨2轨腰的中心线，正常的轨底回波信号强度就会减弱甚至消失，导致很难甚至不能检测出钢轨伤损。

《铁道建筑》2016年第10期公开了《钢轨探伤激光自动对中系统研制》，该方法通过激光位移传感器测量钢轨轨廓并获取当前超声波探头的位置，计算出当前传感器与钢轨之间的距离，计算出超声波探轮和钢轨中心线的偏差值，从而控制超声波探轮移动相应的距离。该方法存在以下缺点：(1)采用激光位移传感器测量距离的方式，对中系统抗干扰的能力差，如钢轨接头夹板、道岔、杂物等干扰会引起伺服电机的误操作；(2)由于钢轨在服役时轨头容易受到磨损，用磨损的轨头轮廓计算得到的钢轨中心线与实际的钢轨中心线会存在偏差，可靠性不佳；(3)该文献的实验表明，随着探伤车的速度增加，自动对中性能会降低，那么为了提高对中精度，就要降低探伤车的速度，由于探伤车的效率的降低，不可避免地会影响正常运输的火车。

《中国铁路》2018年1月公开了《基于钢轨轮廓特征的钢轨探伤车轮探头对中方法与应用研究》，其中公开了安装于钢轨内侧的二维激光传感器可获取钢轨内侧轮廓的坐标值，从钢轨轮廓上提取合适的轮廓特征计算距离，选取轨顶点、轨头线段、轨腰线段作为轮廓特征，将轨头点簇、轨腰点簇近似为直线处理，以轨头或轨腰直线为基准计算激光器与钢轨的距离。该方法存在以下缺点：(1)该方法针对无缝线路和有缝线路的计算标准不同，不具有普遍适用性。(2)钢轨轮廓只以一小段数据(例如轨腰或轨头)为基准，对大的侧磨(例如弯道)容易造成检测精度不高。

因此，亟需开发一种检测精度高、效率高的钢轨对中检测方法。

发明内容

本发明的技术目的就在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种钢轨断面中轴线检测方法、钢轨对中检测方法及系统、及高速探伤车，能够快速、精确地判断钢轨断面的中轴线，加快探伤的效率。

作为本发明的一个方面，提供一种钢轨断面中轴线检测方法，包括以下步骤：

在钢轨的一侧拍摄钢轨断面的轮廓，所述钢轨断面的轮廓包括轨腰轮廓和轨头轮廓；

从钢轨断面的轮廓中获取轨腰轮廓；

通过所述轨腰轮廓与和标准轮廓进行匹配，得到钢轨断面的中轴线。

根据本发明一示例实施方式，所述在钢轨的一侧拍摄钢轨断面的轮廓的方法包括：

向钢轨的一个侧面发生发射一束线激光；

在该侧面拍摄激光线图像；

利用激光三角测量原理获得钢轨断面的轮廓。

点激光一次只能测量一个点，但是线激光能够一次测量一条线上的所有点值，采用线激光，能够测量出钢轨断面的轮廓。

根据本发明一示例实施方式，所述通过所述轨腰轮廓与和标准轮廓进行匹配的方法包括：