钢轨波浪磨耗测量简介

波浪磨耗测量简介

随着我国大提速和高速铁路的发展，线路状态对列车运行的影响，越来越集中在两个方面：长波长不平顺影响列车运行的舒适度；而短波不平顺，对列车走行部分的影响更为严重。钢轨波浪磨耗，表面擦伤是钢轨短波不平顺的主要表现。严重时，不但加剧车辆走行部的振动，影响行车安全，列车的这种响应，反过来加剧线路状态的恶化。。。

因此，今后钢轨波浪磨耗，表面擦伤等的检测应该随着铁路的高速化更加引起重视。

这里主要介绍波磨检测的新技术。

既然波浪磨耗属于轨道的短波不平顺，前面，介绍高低测量的一些基本问题都适用。首先要解决的问题也是测量基准问题。因此，可以分成两大类，即惯性基准和弦测法。利用轴箱加速度计测量波磨国内外都有大量的研究和论述，这里不再重复。下面介绍一下在最近引进的轨检车中，采用的以弦测法为基础的波磨测量技术。

一概述：

最近引进的轨检技术，波磨测量其中之一是：意大利Tecnogamma 公司的波磨检测装置。以往的波磨测量装置不同，采用弦测法和激光位移测量来实现。现安装于检测中心200公里/小时的轨检车上。

二弦测法

钢轨波浪磨耗检测利用弦测法原理来实现。本系统用三个光电位移计，构成三点不等弦的测量。

: 波磨检测系统的弦测法.

1 第一测量点;

2 第二测量点;

3 第三测量点.

为了在波长从30 mm 到3000 mm 的测量范围内得到最优化的波长测量效果，三个测量点

按照传递函数以一定的距离排列。

具体为:

- 第一到第二测量点的距离为19 mm, 称为弦。

- 第一到第三测量点的距离为250 mm，为基准。

用三个光电位移计，构成三点不等弦的测量传感器安装在转向架上，这样系统本身只受第一系弹簧悬挂的影响。这种安装可以在横向和垂直方向得到最好的检测效果。

检测系统可以在波长从10mm 到3000mm 的范围内检测波磨，下图是其传递函数。

短波和中波长的传递函数

三光电位移计：

光电位移计是采用三角测量原理实现的。与钢轨没有任何机械接触，也无需机械定位系统。由线激光束与高速面阵摄像机组成。(如图所示)。

激光由一半导体激光器产生，经由一组特殊的柱面透镜进行准直，从而得到均匀分布的激光束（线光源）。相对于激光束成一定角度的摄像头可以测得漫反射的激光束。

摄像头根据实际应用场合进行选取，本系统采用了CMOS 技术的传感器，具有1024 x 1024 像素的高分辨率。传感器集成了一组并行处理的8位模数转换器，通过64位的并行总线传输数据。这种框架结构可以得到很高的采样频率，例如3600 次/秒。

摄像机有一个矩形的视场，横向的测量范围为100 mm ，纵向为20 mm，这种配置可以覆盖钢轨的整个表面，同时保证垂直测量的高分辨率。这种方法垂直测量分辨率可达到0.01 mm。

主要系统特性为：

最小检测速度: 0 km/h ；最大检测速度: 200 km/h

最大采样频率: 3600 次/秒；在最大速度下的采样距离: 15 mm

最小波长: 30 mm （最高速度时）；最小波长: 10mm （速度低于200km/h 时）

最大波长: 3000 mm

横向测量范围: 100 mm ；垂直方向测量距离: 20 mm

检测精度: +/-0.1 mm

在整个钢轨表面上波磨的检测

通过托架安装在转向架上

检测单元与钢轨的距离: 135 mm