钢轨探伤检测小车设计

２ 基 本 工 作 原 理
检 测 车 系统 采 用 脉 冲反 射 法 检 测 钢 轨 内部 缺 陷 。超声 波换 能器 发射 脉 冲波进 入钢 轨 内部 ，通 过 分析 显示 的波 形判 断钢 轨 内部 缺 陷情 况 。当钢轨 内 部 无 缺 陷 时 ，显示 波 形 中仅 有 发 射 脉 冲 Ｔ和 底 面 回波 Ｂ的 ２个 信 号 ；当 钢轨 内部 存 在 缺 陷 时 ，在 发 射 脉 冲 与底 面 回波 之 间将 出 现来 自缺 陷 的 回波 Ｆ ，Ｆ的高 度 反 映缺 陷 的大 小 ，Ｆ与 Ｔ的距 离 ，反 映缺 陷 的埋 藏 深度 ，如 图 ｌ所示 ３ 。
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蒋秋 月 ，高晓蓉 ，彭朝 勇 ，李金龙
（ 南交 通 大 学 光 电工程 研 究所 ， 四川 成 都 ６０ ３ ） 西 １０ １
摘
要 ：针对铁 路钢轨超声探伤 问题 ，介绍钢轨 探伤检测小 车 的设计 方案 ，包括 其工作 原理 、组 成结
构 、硬件设计 、软件设计、相关 试验及试验结果 。钢轨探伤检测小车采用直接接触脉冲反 射法 ，在现场测试 中取得 良好结果 ，工作稳定 ，伤 损检 出率高 。
第３ ９卷
Ｖ（Ｉ ９ ）． ３
第 ７期
Ｎｏ． ７
铁 道 技 术 监 督
ＲＡ １ Ｉ ＷＡＹ ＱＵ ．１ （ ）。Ｉ Ａ１ Ｙ ： Ｎ１｛ １’ （ 。 Ｏｌ 。
ห้องสมุดไป่ตู้
研 究 与交流
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钢轨探伤检 测小车设计
关键词 ：钢轨探伤检测车 ；超声波探伤 ；设计
中 图分 类 号 ：Ｕ １．３ ２３ ４ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ — １ ８ （０ ０ — ０ ７ ０ ０６９７ ２１） ７０４— ３ １
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｒｅ ａ ｄｎ ｔ ｈ ｌ ａ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｉ ｆ ｗｓ ｔ ｅｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｓｔ ｅｄ ｓｇ ｃ ｅ ｆａｐ ｒａ ｌ ｓｒ ｃ ： ｇ ｒ ｉ ｇｗｉ ｔ ｅ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｄ ｔｃｉ ｆ ａｌ ａ ， ｈ ａ ｅ ｒ ｕ ｅ ｅ ｉｎ ｓ ｈ ｍｅｏ ｏ ｔ ｂ ｅ ｈ ｒ ｏ ｒ ｌ ｎ ｏ ｈ
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大小 ２ 。
图 １ 无缺 陷 回波 （ ）和 有 缺 陷 回 波 （ ） 左 右
脉 冲反 射法 检测 钢 轨 内部 缺 陷 的主要工 作过 程
如 下 ［］ ４：
检测 车 １ 推行过 程 中 ，可检 出多 种钢 轨 内部 次 缺 陷 。其 设 计 采 用 Ａ 型显 示 及 ８路 发 射 一 收 系 接
要表现为技术含量较低、缺乏存贮功能、探伤结果
无法 保存 和核 查 … １。
在充分调研 国内外探伤设备的基础上 ，设计 出
基 于超声 波检 测 技术 的新 型钢 轨探 伤 检测 小车 （ 以 下简 称 “ 检测 车 ” 。检测 车通 过超 声 波换 能器 发射 ） 的超 声 波进入 钢 轨 内部 ，遇 到缺 陷时 ，声 阻抗发 生 变化 ，进 而透 射 率 、反 射 率也 产生 变化 ，通 过在 探 伤仪 上反 映 的反射 波 的多少 、强弱 、形 状 、分 布范 围 、底 波状况 等 ，分 析判 断钢 轨 内部缺 陷 的位 置和
１ 概 述
我 国铁 路 运 营 负 荷 重 ，超 期 服 役 的钢 轨 数 量 多 ，钢 轨伤 损发 生率 较 高 ，迫切 需要 快速 准确 的钢 轨探 伤 设 备 。钢 轨 探 伤设 备 以多 通 道探 伤 车为 主 ， 在列 车 运 营 “ 天窗 ”时 间上 道作业 。 目前 ，我 国钢 轨探 伤 车与 国外 探伤 设备 比较 还存 在 较大 差距 ，主
ｒｉｆａ ｄ ｔｃｉｎｃ ｒ ｎ ｉｄｎ ｊ ｒ ｒ ｃｐｅ ｏ ｏｉ ｏ ｎ ｔｕ ｔｒ ，ｈ ｒｗ ｒ ｅｉｎ ｓｆ ｒ ｅｉｎ ａｌ ｗ ｅｅ ｔ ａ ，ｉｃＵ ｉｇ ｔｅｗｏｋｐ ｉ ｉｌ，ｃ ｍｐ ｓｔ ｎａ ｄｓｒｃｕｅ ａｄ ａｅｄ ｓｇ ， ｏｔ ｅｄ ｓｇ ， ｌ ０ Ｉ ． ｎ ｉ ｗａ
（ ） 超 声波转 换 器 固定 或靠 近被 测 钢轨 。 １将
统 ，设置多路报警闸门 ，并将相关 闸门巧妙组合 ， 具有进波、失波报警和螺孔回波的识别功能 ， 从而 实现缺陷报警而螺孔不报警 ，降低误报率。
收 稿 日期 ：２ １ － ３ ０ ０１０—２
（） ２ 将转换 器对准被测钢轨 ，以脉 冲方式 激 发 ，使超声波能量传人。 （） ３ 超声波能量在被测钢轨 中传播 、反射和散 射 ，在钢 轨 内部 的分界 面上 改变 方 向 ，从 而检查 被