CN111024812A - 一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架和固定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，包括探头支架和连接所述探头支架和探伤车的连接板，所述探头支架上设置有沿探伤车运动方向排列的至少三个探头，其中包括至少一个发射探头或至少一个接收探头；所述发射探头发出的超声波经轨道内部的垂直伤损和轨道底面两次镜面反射后能够被一个接收探头接收，所述探头支架上的多个探头配合能够扫查探伤区域内多个高度的垂直伤损。还提供了一种安装架的固定系统，包括与连接板固定连接的探头架，探头架设置于一固定架上，所述固定架与探伤车固定连接，固定架至少底部的两端分别设置有一个行走轮。本发明提供的安装架和固定系统能够确保探头对中的紧压在轨道上。
Description
技术领域
本发明涉及轨道探伤技术领域，尤其涉及一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架和固定系统。
背景技术
轨道在焊接过程中，由于焊接设备不稳定、工艺参数选择不当、轨道母材质量等问题，焊接过程中可能产生缺陷，其中有体积状的，如疏松和夹渣等；有先如平面状的，如微裂纹、灰斑、未焊合等，为确保行车安全，必须将缺陷及早检出。
目前的伤损检测主要使用超声波探头，由于轨道内部的介质均匀，超声波遇到伤损后会发生镜面反射；基于这一原理，目前的钢轨探伤方法主要是利用多个不同角度的探头发射超声波信号，当超声波信号遇到与传播方向垂直的伤损时，会发生镜面反射使超声波沿发射路径返回被发射探头接收。
然而对于图1所示伤损30和31来说，由于伤损底面与轨道底面垂直，从轨道上表面以任意角度斜射过来的超声波信号，遇到该垂直伤损发生镜面反射后，超声波都无法原路返回到发射探头中，如果轨道存在垂直伤损则现有的探伤方法均无法发现这一伤损，导致无法及时更换或维修轨道，对列车运行会产生严重的安全风险。
参考图1，针对垂直伤损检测，中国专利申请CN208721616U,CN207552826U,CN206281846U公开了原理类似的串列式扫查架，在扫查架上设置两个相对扫查架中心点能够同步靠近或远离的发射探头10和接收探头20，通过发射探头10发出超声波信号，如果遇到垂直伤损30会被垂直伤损30和底面进行两次镜面反射回到接收探头20中，通过手动或自动将发射探头10和接收探头20同步移动到发射探头10’和接收探头20’的位置，则可对另一高度的垂直伤损31进行检测，逐渐同步调整两个探头的位置，即可实现对当前扫查位置整个竖直面内的伤损检测。
基于上述工作原理，中国专利申请CN106198760A提供了一种基于双阵列探头的钢轨焊缝超声成像检测方法及系统，其通过不同方向的两组接触式探头实现了对轨道的K型扫查和串列式扫查，以K型扫查为例，通过将一个接触式探头作为发射探头，另一个发射探头作为接收探头构成扫查系统，在进行工作时需要两个探头相对或相背等速运动，从而实现对当前扫查位置整个高度范围的全面检测，然而对于目前使用探伤车进行扫查的方式来说，使用这种方式要么只能检测一个高度，要么需要经常停车调整两个探头的位置，而且两次扫查之间的位置是否有垂直伤损也无法检测到，因而现有技术中缺乏对轨道某一高度的探伤区间内的的不同高度进行全面且快速的探伤扫查的接触式探头系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够对探伤区域高度范围内的多个高度同时进行探伤检测的接触式探头安装架，以及将该安装架固定在探伤车上的固定系统，以实现对轨道的连续探伤扫查。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，包括能够放置于轨道表面的探头支架和连接所述探头支架和探伤车的连接板，所述连接板与探头支架沿垂直轨道表面的方向固定连接，且探头支架被紧压在轨道表面上；所述探头支架上设置有沿探伤车运动方向排列的至少三个接触式探头，其中包括至少一个发射探头或至少一个接收探头；所述发射探头发出的超声波经轨道内部的垂直伤损和轨道底面两次镜面反射后能够被一个接收探头接收，所述探头支架上的多个探头配合能够扫查探伤区域内多个高度的垂直伤损。
本申请通过沿轨道表面布设多个接触式探头，通过不同的组合方式实现了对探伤区域内的多个高度同时进行检测的目的，填补了现有技术的空白。
优选地，所述探头支架两端各固定设置有至少一个垂直轨道表面的固定轴，连接板两端套设于固定轴上。
优选地，所述固定轴上套设有被限制在探头支架和连接板之间的弹簧，固定轴上还螺接有将连接板压在弹簧上的限位螺母。
优选地，所述发射探头的发射方向与接收探头的接收方向平行，接收探头的接收方向向与其配合的发射探头一侧倾斜；所述发射探头与接收探头在探头支架上不交叉的线性排列，且发射探头能够同时作为接收探头使用。
优选地，探伤区域被均匀划分为多个间距为h的扫查高度，所述接收探头数量m与发射探头数量n的关系表示为
其中，int()算符表示取整，H2表示轨道探伤区域的上界与轨道底面的距离，H1表示轨道探伤区域的下界与轨道底面的距离，则探伤区域的高度即为H2-H1。
优选地，从第一个发射探头开始对所有探头进行顺序编号，则相邻探头之间的距离为：
其中，li表示第i个探头与第i-1个探头之间的距离，α表示发射路径与竖直平面的夹角；其中，α∈[38.65°,45°]、h∈[8,12]。
优选地，所述探头支架底部平直，两端设置固定轴的位置向上突出形成近似U型结构，探头被固定于U型结构的底部，探头支架被放置于一保护软膜内，所述保护软膜至少包裹探头支架的底面和相对自身行进方向的两个侧面，保护软膜的侧面上设置有与探头支架固定连接的软膜固定板，所述探头支架上方还设置有穿过固定轴封闭保护软膜的防尘盖。
一种探头安装架的固定系统，包括与连接板固定连接的探头架，探头架设置于一固定架上，所述固定架与探伤车固定连接，固定架至少底部的两端分别设置有一个行走轮。
9.根据权利要求8所述的一种探头安装架的固定系统，其特征在于：所述固定架包括分置于轨道两侧的内固定板和外固定板，内、外固定板的两端固定设置有连接内、外固定板的行走轮光轴，所述行走轮的转轴两端固定有被限位套设在行走轮光轴上的耳板，行走轮设置于两个耳板之间。
优选地，所述行走轮内侧的一端具有突出于轮体并与轨道内侧面抵接限位的侧挡板，行走轮光轴上设置有被限制在行走轮内侧的耳板和内固定板之间的复位弹簧；所述内、外固定板之间还设置有至少两根固定连接内、外固定板上的探头光轴，探头架套设于探头光轴上，所述行走轮同侧的耳板上固定连接有一加强板，所述加强板上固定有一电机，电机的动力端与所述探头架固定连接。
优选地，所述探头架上至少设置有两个销轴，连接板表面具有与销轴配合的销轴固定板。
优选地，两端行走轮的内侧耳板还分别向行走方向的前后延伸设置有搭接于轨道表面的梨头。
优选地，前侧行走轮的梨头与其所处的内侧耳板之间还设置有作用于轨道表面的毛刷和喷头。
本发明提供的用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架和固定系统的优点在于：通过弹簧连接探头支架和连接板，保证探头与轨道的接触效果；连接板与探头架铰接固定，能够根据需要发生偏转以保证探头与轨道的良好接触，保护软膜能够降低探头支架的磨损，并且在自身破损的情况下便于更换；通过在行走轮光轴上设置复位弹簧，能够确保探头始终被定位在轨道中心处。
附图说明
图1为本发明的引用的背景技术的工作原理图；
图2为本发明的实施例所提供的用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架的示意图；
图3为本发明的实施例所提供的两个发射探头的轨道垂直伤损检测系统原理图；
图4为本发明的实施例所提供的四个发射探头的轨道垂直伤损检测系统原理图；
图5为本发明的实施例所提供的三个发射探头的轨道垂直伤损检测系统原理图；
图6为将图3中的扫查高度增加情况下的轨道垂直伤损检测系统原理图；
图7为本发明的实施例所提供的安装架固定系统的示意图；
图8为本发明的实施例所提供的安装架固定系统的示意图；
图9为本发明的实施例所提供的与安装架固定系统配合的探伤车矩形侧框架的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图2所示，本实施例提供了一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，包括能够放置于轨道(图未示)表面的探头支架01和连接所述探头支架01和探伤车(图未示)的连接板02，所述连接板02与探头支架01沿垂直轨道表面的方向固定连接，且探头支架01被紧压在轨道表面上；所述探头支架01上沿探伤车的运动方向依次排列有至少三个接触式探头03，其中包括至少一个发射探头或至少一个接收探头，所述发射探头发出的超声波经轨道内部的垂直伤损和轨道底面两次镜面反射后能被一个接收探头接接收，所述探头支架01上的多个探头03配合能够对探伤区域内多个高度进行扫查。
本实施例通过多个发射探头和接收探头的组合实现同时对多个高度进行检测，通过安装架固定后，能够固定于探伤车上跟随探伤车运动实现对整个探伤区域内多个高度的连续扫查，在具体使用时，本领域技术人员可以根据背景技术中提到的CN208721616U,CN207552826U,CN206281846U等申请中公开的原理，即图1所示的探头布置方式，需要探测多少高度便设置多少组对应的发射探头和接收探头并合理设置每一组的两个探头之间的距离，即可便捷的实现对多个高度的扫查。
然而使用上述申请中公开的方法需要的探头03数量过多，增加了使用成本，而且当需要扫查的高度数量较多时，探头支架01的长度也需要设置很长才能满足使用需求，基于上述问题，本申请进一步优化了探头03的具体设置方式。
参考图3，发射探头和接收探头均设置于轨道的上表面，依次用阿拉伯数字对探头进行编号，发射探头1发出的超声波信号沿发射路径A行进遇到探伤区域内某一高度D处的垂直伤损后会发生镜面反射，发射信号沿发射路径B行进到轨道底面再次发生镜面反射，反射信号沿接收路径C行进被对应的接收探头7接收，分析接收探头7接收到的超声波信号即可确认伤损位置等信息，以便及时对不合格轨道进行更换；在此基础上，图3中为发射探头1设置了包括发射探头2和接收探头3-10在内的多个探头来接收其在不同高度处遇到垂直伤损的反射信号，并为发射探头2设置了接收探头3-10接收其在未被发射探头1覆盖的多个高度处遇到垂直伤损的反射信号，从而在确保扫查高度覆盖了全部探伤区域的基础上，减少了所需探头03的数量，同时能够缩短所需探头支架01的长度。
从上面的描述可以看出，发射探头的发射方向与接收探头的接收方向平行，接收探头的接收方向向与其配合的发射探头一侧倾斜，为了简化系统，降低探头03数量和布置探头03所需的长度，发射探头和接收探头在探头支架01上不交叉的线性排列，且发射探头也可以作为接收探头接收经过反射后的超声波信号。图3中发射探头1发出的超声波信号，经处于探伤区域底部E处的垂直伤损反射后再经底面反射被发射探头2接收，由于发射探头1之前没有其他发射探头，即发射探头1不能接收到其他超声波信号，因此发射探头1可以不具备接收信号的能力。
在图3中，如果高度D和高度E处均存在垂直伤损，则发射探头1发出的超声波信号经过高度D处的伤损反射便沿反射路径B行进了，无法对高度E处的伤损进行有效检测。结合图3、图4和图5，优选实施例中将探伤区域划分为多个扫查高度，通过上述陈述和附图本领域普通技术人员能够确定，接收探头与接收路径和反射路径是唯一对应的关系，接收探头能够接收到反射信号的伤损高度为与其对应的反射路径和每个发射路径交点所在的高度，通过将连续的探测高度依次分配给了多个发射探头，从而在某一位置被其他伤损遮挡时能够通过其他发射探头的超声波信号在相邻高度进行扫查，降低漏检率，提高检测精度；基于这一情况，本领域技术人员在实施本申请的方案时不建议仅设置一个发射探头，但如果探伤区域的高度较低，或者在一辆探伤车上布置至少两个不同发射角度的检测系统时，使用一个发射探头也是能够有效探伤的。
基于对所有扫查高度进行全面扫查的要求，每个扫查高度优选对应有一个能够接收垂直伤损反射信号的接收探头或能够作为接收探头的发射探头。基于上文所述，本领域普通技术人员应当知晓，此处也可以对每个高度设置多个与不同的发射探头配合的多个接收探头来进行伤损检测，虽然这样的设置会导致系统成本的增加，但是能够降低因探头损坏等因素导致的漏检。
由于本实施例期望将连续的高度依次分配给不同的发射探头，因此每个发射探头的发射路径上能够检测出处于不同扫查高度上的伤损的数量大致相同，这在图4中尤为明显，在图4中接收探头5、6的反射路径均与发射探头1、2、3、4的发射路径存在交叉点，而接收探头7对应的反射路径仅与发射探头2、3、4的发射路径存在交叉点，在此基础上通过发射探头1和4的配合为发射探头1额外增加了其他扫查高度，同时在图4上标记了通过发射探头2和4的配合为发射探头2增加额外的扫查高度，但由于发射探头2、3、4均能够作为接收探头使用，且其本身并不会选择仅接受某一发射探头发出的信号，因此对于发射探头2和4配合覆盖的这一扫查高度，同样能够被发射探头1和3的组合检测到；同样的道理，在图4中被标记为被发射探头1和2覆盖的扫查高度的垂直伤损同样会被发射探头2和3及3和4的组合检测到，从而在上层存在伤损的情况下提高底层伤损被检测到的概率，不考虑这些重复扫查的位置的情况下，每个发射探头的发射路径上能够检测到的伤损高度的数量大致相同。
参考图5，其展示的探头布置方案与图4的方案大致相同，可以确定当发射探头和接收探头的数量基本相同时，所需的探头03总数较少且同一发射探头的相邻扫查高度间隔较大。
基于本实施例提供的技术方案及图3-图5的示例性探头布置方式，本领域普通技术人员能够基于本申请公开的检测原理对探头的具体布置方式和通信组合方式做出一定的改变，这些改变应该落在本申请权利要求书的保护范围之内。
在将探伤区域均匀划分为多个间隔为h的扫查高度的情况下，本实施例提供的接触式探头安装架上的探头数量满足一下关系：
其中，m为接收探头数量，n为发射探头数量，int()算符表示取整，H2表示轨道探伤区域的上界与轨道底面的距离，H1,H1≥0表示轨道探伤区域的下界与轨道底面的距离，则探伤区域的高度即为H2-H1。
由于发射路径直接发射到轨道底面时会向与接收探头位置相反的方向发生反射，因此最低扫查高度需要高于轨道底面，具体数值可以根据探伤灵敏度、伤损尺寸要求和探头参数确定，图3所示的为常见的60轨的探头分布方式，60轨的总深度为176，探伤区域为整个轨道的高度，即H1＝0，H2＝176，扫查高度间距为h＝10，图2选用了2个发射探头，则接收探头的数量为
从第一个发射探头开始对所有探头进行顺序编号，得到如图3所示的编号结果，其优选扫查组合方式为：
图4同样为60轨的划分方式，其中探伤区域依然是整个轨道的高度，h＝12，则
探头的优选组合方式为：
图5与图4的区别仅在于使用了3个发射探头，根据发射探头与接收探头的数量关系可以知道接收探头为4个，则探头之间的优选组合关系为：
图6示出了将图3中的扫查高度间距增大到12的探头布设示意图，此时n＝2，m＝7。
基于图3-图6的实施例可以明显看出当扫查高度的间隔增加时探头的总数能够减少，本领域一般要求最低能够发现直径为4mm的平底孔伤损，基于这一要求一般令h≥4，优选实施例中令h∈[8,12]，当然本领域普通技术人员也可以基于扫查要求自行选择其他数据。
对所有探头顺序编号后，所有探头之间的距离满足如下关系：
其中，li表示第i个探头与第i-1个探头之间的距离，α表示发射路径与竖直平面的夹角。以上关系可由相似三角形关系简单计算得出，本申请不进行详细解释；从中可以看出，相邻探头之间的距离与角度α有直接的关系，为了便于控制合适的相互间隔，优选实施例中令α∈[38.65°,45°]。但本领域普通技术人员应当知晓，对上述范围的适当外延也不会使距离产生明显的变化，而且即使距离发生了明显变化也是符合本申请提供的检测原理的。
本领域技术人员应当理解，本申请所述的探头之间的距离应是发射探头的发射路径和接收探头的接收路径与轨道表面或其他与轨道表面平行的平面上的交点之间的距离，而不一定是探头之间的实际空间距离，各探头的实际位置是需要根据探头类型和固定结构综合考量的。
前文已经说过，在对单一角度检测存在漏检的担忧时，可以在同一条轨道上设置至少两个角度α不同的检测系统，以不同的角度去检测伤损，以免底层伤损被上层遮挡，实际上同一发射路径与轨道的上下表面交点的水平距离不会太大，而存在伤损时一般都会及时的更换轨道，所以即使下层伤损被上层伤损遮挡了，在更换这一段轨道时也会被同时换掉，因此只用一套检测系统也是满足探伤需求的。本实施例提供的检测系统主要针对垂直伤损进行检测，当需要同步检测其他角度的伤损时，可同时串行设置现有技术中检测其他角度伤损的检测系统，从而在一次探伤过程中进行全面的扫查检测。
回到图2，本实施例提供的探头支架01沿行进方向的两端分别固定设置有至少一个垂直轨道表面的固定轴011，连接板02两端套设于所述固定轴011上，在固定轴011上螺接有限制连接板02运动的限位螺母012，从而实现探头支架01与连接板02的固定连接，由于在使用时需要将探头支架01的底面压在轨道表面上，优选实施例中在固定轴011上还套设有被限制在探头支架01和连接板02之间的弹簧013，限位螺母012固定后，弹簧013被压缩从而给探头支架01提供压力，确保在轨道表面不完全平整的情况下也能够让探头支架01始终紧压在轨道表面上。
所述探头支架01底部为长直板(图未示)，两端设置固定轴011的位置向上突出形成类似U型的结构，探头03被固定在U型结构的底部，所述探头支架01被整体放置于一保护软膜(图未示)内，所述保护软膜至少包裹探头支架01的底面和相对自身行进方向的两个侧面，由于本实施例提供的探头支架01底部两侧均为弧形过渡，优选实施例中保护软膜将探头支架底部和四个侧面全部包裹起来，且保护软膜的侧面上设置有与探头支架01固定连接的软膜固定板014，为了与软膜固定板014配合，探头支架01侧面可以根据需要开设螺纹孔；进一步的，所述探头支架01的上方还设置有穿设于两侧固定轴011是上并封闭保护软膜的防尘盖015。
所述探头03选用现有技术中的固定方式固定于探头支架01上即可，如中国专利申请CN106198760A(一种基于双阵列探头的轨道焊缝超声波成像检测方法及系统)中公开的相控阵超声楔块安装超声探头的方式，根据前文所述的相邻探头03之间的距离公式可知，发射探头之间的距离相对较近，为了简化结构，优选实施例中可以将多个发射探头安装在同一个楔块或其他安装结构上。
通过将本实施例提供的探头安装架固定在探伤车或通过其他中间结构安装在探伤车上，即可实现对轨道不同高度的连续探伤扫查，为实现精确探伤的目的，可以搭配相应的处理系统来记录探头03接收到的信号及时间或位置，从而准确的对伤损位置进行定位，方便作业人员对伤损轨道进行更换。
进一步的，本实施例还提供了将上述探头安装架与探伤车配合在一起进行工作的固定系统，参考图7，所述固定系统包括与连接板02固定连接的探头架04，所述探头架04设置于一固定架05上，所述固定架05与探伤车固定连接，固定架05至少底部的两端分别设置有一个行走轮06，行走轮06沿轨道行走时能够带动探头支架01沿轨道行进工作。
具体的，结合图7和图8，所述固定架05包括分置于轨道两侧的内固定板051和外固定板052，内固定板051和外固定板052的两端分别固定设置有连接内固定板051和外固定板052的行走轮光轴053，所述行走轮06的转轴两端分别固定有被限位套设在行走轮光轴053上的耳板061，行走轮06设置于两个耳板061之间，所述行走轮06内侧的一端具有突出于轮体并与轨道内侧面抵接限位的侧挡板062，行走轮光轴053上套设有被限制在行走轮06内侧的耳板061和内固定板051之间的复位弹簧054。
所述固定架05上还设置有固定连接内固定板051和外固定板052的探头光轴056，所述探头架04套设于探头光轴056上，并与探头光轴056沿轴向自由配合，两个所述行走轮06同侧的耳板061上固定连接有一加强板063，所述加强板063上固定有一电机07，所述电机07的动力端(图未示)与所述探头架04固定连接，在行走轮06放置在轨道上的位置确定的情况下，可以通过调整电机07动力端的伸出长度，调整探头03在轨道上的位置，尽可能让探头03处于轨道的中心处；在经过弯道或其他会使轨道距离发生变化的地方时，行走轮06能够在复位弹簧054的作用下紧压在轨道侧壁上，从而使探头03基本保持在轨道的中心处。
探头架04上至少设置有两个销轴041，所述连接板02的上表面具有分别与每个销轴041配合的销轴固定板021，从而实现连接板02与探头架04的固定连接，所述销轴041的轴向与运动方向平行，在经过两侧有高度差的轨道时，连接板02能够相对于探头架04发生偏转以适应轨道表面的倾斜，确保探头支架01底面与轨道表面的良好接触。
两端的所述行走轮06内侧的耳板061还分别沿行走方向的前后延伸形成搭接于轨道表面的梨头064，在经过岔道等位置时，可以通过前后的梨头064跨越岔口支撑整个固定架05，提高通过性，基于上述作用，在行走轮06在轨道上行走时，梨头064可与轨道表面具有间隙，从而降低磨损，梨头064的具体形状没有严格限定，只要与轨道接触时能提供稳定的支撑力即可。进一步的，前侧行走轮06的耳板061上还固定有处于行走轮06之前并作用于轨道表面的毛刷065和喷头066，对轨道进行清洁并降低软保护膜与轨道表面的摩擦力，在使用时将水箱放置于探伤车上并通过管道与喷头066连接即可。
为了进一步提高固定架05的稳定性，优选实施例中还可以在固定架05上设置适当数量的连接内固定板051和外固定板052的加强杆057；内固定板051的顶端还固定有至少两个与探伤车固定配合的连接块058；对于具有如图9所示的矩形侧框架0583的探伤车，本实施例提供的连接块058包括与内固定板051顶端固定连接并悬伸在固定架05之外的扣板0581，以及固定在扣板0581下方并与内固定板051平行的卡板0582，通过将连接块058卡合在探伤车的矩形侧框架0583上，使卡板0582和内固定板051分别与矩形侧框架0583的两个侧面配合即可便捷的实现固定架05与探伤车的配合，为了防止固定架05与探伤车发生相对滑移，可以在其矩形侧框架0583上设置用于容纳卡板0582的容置孔0584。
Claims (11)
1.一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，其特征在于：包括能够放置于轨道表面的探头支架和连接所述探头支架和探伤车的连接板，所述连接板与探头支架沿垂直轨道表面的方向固定连接，且探头支架被紧压在轨道表面上；
所述探头支架上设置有沿探伤车运动方向排列的至少三个接触式探头，其中包括至少一个发射探头或至少一个接收探头；所述发射探头发出的超声波经轨道内部的垂直伤损和轨道底面两次镜面反射后能够被一个接收探头接收，所述探头支架上的多个探头配合能够扫查探伤区域内多个高度的垂直伤损。
2.根据权利要求1所述的一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，其特征在于：所述探头支架两端各固定设置有至少一个垂直轨道表面的固定轴，连接板两端套设于固定轴上；所述固定轴上套设有被限制在探头支架和连接板之间的弹簧，固定轴上还螺接有将连接板压在弹簧上的限位螺母。
3.根据权利要求1所述的一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，其特征在于：所述发射探头的发射方向与接收探头的接收方向平行，接收探头的接收方向向与其配合的发射探头一侧倾斜；所述发射探头与接收探头在探头支架上不交叉的线性排列，且发射探头能够同时作为接收探头使用。
4.根据权利要求3所述的一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，其特征在于：探伤区域被均匀划分为多个间距为h的扫查高度，所述接收探头数量m与发射探头数量n的关系表示为
其中，int()算符表示取整，H2表示轨道探伤区域的上界与轨道底面的距离，H1表示轨道探伤区域的下界与轨道底面的距离，则探伤区域的高度即为H2-H1。
5.根据权利要求4所述的一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，其特征在于：从第一个发射探头开始对所有探头进行顺序编号，则相邻探头之间的距离为：
其中，li表示第i个探头与第i-1个探头之间的距离，α表示发射路径与竖直平面的夹角；其中，α∈[38.65°,45°]、h∈[8,12]。
6.根据权利要求2所述的一种用于垂直伤损扫查的接触式探头安装架，其特征在于：所述探头支架底部平直，两端设置固定轴的位置向上突出形成近似U型结构，探头被固定于U型结构的底部，探头支架被放置于一保护软膜内，所述保护软膜至少包裹探头支架的底面和相对自身行进方向的两个侧面，保护软膜的侧面上设置有与探头支架固定连接的软膜固定板，所述探头支架上方还设置有穿过固定轴封闭保护软膜的防尘盖。
7.一种权利要求1-6任一项所述的探头安装架的固定系统，其特征在于：包括与连接板固定连接的探头架，探头架设置于一固定架上，所述固定架与探伤车固定连接，固定架至少底部的两端分别设置有一个行走轮。
8.根据权利要求7所述的一种探头安装架的固定系统，其特征在于：所述固定架包括分置于轨道两侧的内固定板和外固定板，内、外固定板的两端固定设置有连接内、外固定板的行走轮光轴，所述行走轮的转轴两端固定有被限位套设在行走轮光轴上的耳板，行走轮设置于两个耳板之间。
9.根据权利要求8所述的一种探头安装架的固定系统，其特征在于：所述行走轮内侧的一端具有突出于轮体并与轨道内侧面抵接限位的侧挡板，行走轮光轴上设置有被限制在行走轮内侧的耳板和内固定板之间的复位弹簧；所述内、外固定板之间还设置有至少两根固定连接内、外固定板上的探头光轴，探头架套设于探头光轴上，所述行走轮同侧的耳板上固定连接有一加强板，所述加强板上固定有一电机，电机的动力端与所述探头架固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种探头安装架的固定系统，其特征在于：所述探头架上至少设置有两个销轴，连接板表面具有与销轴配合的销轴固定板，所述销轴的轴向与行走轮行进方向平行。
11.根据权利要求9所述的一种探头安装架的固定系统，其特征在于：两端行走轮的内侧耳板还分别向行走方向的前后延伸设置有能够搭接在轨道表面的梨头；前侧行走轮的梨头与其所处的内侧耳板之间还设置有作用于轨道表面的毛刷和喷头。
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Cited By (1)
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