CN219016196U - 一种探伤车双探轮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种探伤车双探轮装置，包括两个探轮和链接它们的钢架结构，两个探轮一前一后呈旋转对称状态分布；两个探轮前进方向与轨道一致，两个探轮置于同一侧轨道的上方，以测量该轨道的伤损情况；所述双探轮结构的两个探轮的中心距为266mm,探轮直径为152mm。本申请中，双探轮总体体积小、重量轻，方便搬运与实施。

Description

一种探伤车双探轮装置

技术领域

本实用新型涉及安装在轨道上检测钢轨伤损情况的专用探伤车双探轮装置，具体地说是一种探伤车双探轮装置。

背景技术

探伤装置广泛适用于对现有普通铁路、高速铁路、城市地铁或轻轨所使用钢轨进行检测。目前，应用最广泛的探伤车是超声波探伤仪车。超声波检测的原理是，当探头中的超声探头(压电晶片)受到系统发出的超声发射信号(即“高电压脉冲”)激励之后，会按照自身固有的振动频率振动。超声在钢轨中传播，遇到钢轨中存在裂缝、缺陷或空洞，部分超声波能量将被反射回来，反射回来的能量被晶片接收后即为回波。各种不同的超声探头得到的回波在超声换能器中转化成电信号，再经过模拟处理、数字处理、空间转换、伤损识别，最终在显示控制计算机上以图像形式显示出来，完成钢轨不同部位、不同形态伤损的检测过程。

202210584084.2/CN114674929A公开了一种基于双探轮结构的小角度探伤装置，它包括两个双探轮结构和一个超声波检测主机，两个双探轮结构上的多个探头信号输出端连接超声波检测主机。所述一个双探轮结构包括两个探轮和链接它们的钢架结构，两个探轮一前一后呈镜像状态分布，双探轮结构的两个探轮的中心距为243.4mm,前后两轮内的两个21.5度探头之间中心距为383.72mm，探轮直径为238mm；两个探轮前进方向与轨道一致，两个探轮置于同一侧轨道的上方，以测量该轨道的伤损情况。该申请中，给出的为基于直径为238mm探轮的双探轮结构，该结构存在体积大、笨重，搬运实施不方便的问题。此外，该申请中的超声波探头(或晶片)位于探轮轮轴下侧，探头距离轨道垂直距离低，多个探头发出的超声波易相互干扰。

实用新型内容

本实用新型针对目前双轨式钢轨超声波探伤车的无法对竖直小角度裂缝无法探测问题，提出一种探伤车双探轮装置。本实用新型的具体技术方案是：

技术方案：

本实用新型首先公开了一种探伤车双探轮装置，它包括两个探轮和链接它们的钢架结构，两个探轮一前一后呈旋转对称分布；两个探轮前进方向与轨道一致，两个探轮置于同一侧轨道的上方，以测量该轨道的伤损情况；

所述一个探轮上设置多个超声波探头，至少包括：1个0度探头和1个17.5度探头，其中：0度探头发射角度竖直向下，自发自收；前后探轮的17.5度探头发射角度与竖直方向呈17.5度夹角且内倾，前探轮发后探轮收或后探轮发前探轮收，以检测钢轨中与竖直方向小于15度的小角度伤损。

优选的，双探轮结构的两个探轮的中心距为266mm,探轮直径为152mm。

优选的，探轮包括探头阵列、轴承结构、轴架、晶片安装支架、轮皮及耦合液,其中：

所述探头阵列包括多个超声波探头且均安装于晶片安装支架上；

晶片安装支架固定于轴架的上方，轴承结构由轴承及轴架构成，两组轴承结构刚性固定于轴架上，装置工作时，晶片安装支架始终处于竖直状态保持不变，保证超声波阵列方向不变；

轮皮由两侧轮皮压圈固定形成密闭腔，探头阵列及探头阵列支架置于该密闭腔中；

耦合液保护膜设置于轮皮内壁，轮皮外侧设置注液嘴，注液嘴的尾端接入轮皮内部，自注液嘴向轮皮内注入耦合液，保证超声波不在空气中传播，以减小超声波能量损失。

优选的，探头阵列包括5个超声波探头，分别为：1个0度探头、1个直17.5度探头、1个直28度探头及2个偏斜探头，能够检测钢轨中不同位置和不同趋向的伤损。

优选的，两个探轮一前一后呈旋转对称状态分布，以双探轮结构的由内向外方向，单个探头阵列上依次布置：1个偏斜探头、1个直28度、1个0度探头、1个直17.5度探头、1个偏斜探头；

其中：0度探头位于探头阵列中央；1个直17.5度探头和1个直28度探头三者平行布置且位于同一直线，该直线与探轮前进方向平行；2个斜偏探头关于0度探头镜像对称，以双探轮结构的由内向外方向的偏斜探头位于直28度探头右上处。

优选的，耦合液位于轮皮内，形成压强为1.5BAR。

本实实用新型的有益效果：

1)本申请中，所述双探轮结构的两个探轮的中心距为266mm,探轮直径为152mm，双探轮总体体积小、重量轻，方便搬运与实施；

2)本申请中，晶片安装支架固定于轴架的上方，轴承结构由轴承及轴架构成，两组轴承结构刚性固定于轴架上；此设计使多个探头均位于探轮轮轴上方，距离待检轨道垂直距离高，空间相对较大，多个探头发出的超声波不易相互干扰；

3)采用双探轮结构，改进目前探轮中各探头仅支持自发自收模式，将部分探测信号收、发探头分离，有效增加横向发、收探头间的距离与探轮与轨道表面距离的高度比，从而可以检测到竖直小角度的裂缝；

4)检测反射回波基础上，引入投射声波的衰减率，并基于双向衰减率融合推理计算出存在裂纹的可信度，对裂纹存在的判断更加可靠、准确；

5)每个探轮内配有5个超声波探头，可有效地覆盖轨头、轨腰和轨底伤损。如钢轨轨头横向裂纹、轨头轨腰水平裂纹、螺孔裂纹、轨腰斜裂等。合理的探轮内部的晶片角度和位置，使探轮内部晶片覆盖面广、抗干扰能力强、明显提高检出率。

附图说明

图1是本实用新型的基于双探轮结构的小角度探伤装置构成示意图。

图2是本实用新型的基于双探轮结构的小角度探伤装置中探轮构成示意图。

图3是本实用新型的基于双探轮结构的小角度探伤装置中探轮构成部件分解图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-2所示，一种探伤车双探轮装置包括两个探轮1和链接他们的钢架结构10。双探轮结构中含两个探轮的轮盘11，呈旋转对称状态分布，中心距为266mm,对于单个探轮，以双探轮结构的由内向外方向，单个探头阵列上依次布置：1个偏斜探头4-2、1个直28度3、1个0度探头1、1个直17.5度探头2、1个偏斜探头4-1。

探轮包括探头阵列、晶片安装支架9、轴承结构、轴架7、轮皮5及耦合液6。五个探头均为2-4MHz的超声波探头，其中1为0度探头，垂直于钢轨表面，用于探测轨头至轨底间的水平、斜裂纹；2为直17.5度探头，前后探轮的直17.5度探头发射角度与竖直方向呈17.5度夹角且内倾，前探轮发后探轮收或后探轮发前探轮收，以检测钢轨中与竖直方向小于15度的小角度伤损，3为直28度探头，用于探测主要检测钢轨头部表面中间或轨腰横向裂纹；4-1和4-2为偏斜探头，用于探测轨鄂裂纹伤损。在轮皮5内有一定压强的耦合液6，保证超声波不在空气中传播，以减小超声波能量损失。

本实用新型的详细构成装配图如图3所示。(1)中间部分晶片安装支架9与5个探头(0度探头1、直17.5度探头2、直28度探头3、偏斜探头4-1和偏斜探头4-2)均为固定刚性连接，晶片安装支架9刚性固定于轴架7的上方，轴承结构8由轴承及轴架构成，两组轴承结构8刚性固定于轴架上7，装置工作时，晶片安装支架9始终处于竖直状态保持不变，保证超声波阵列方向不变；(2)轮皮5由两侧轮皮压圈固定形成密闭腔，固定有探头阵列的晶片安装支架及轴架置于该密闭腔中；轮皮5外侧设置注液嘴，注液嘴的尾端接入轮皮内部，自注液嘴向轮皮5内注入耦合液，保证超声波不在空气中传播，以减小超声波能量损失。(3)轮皮5通过轴承及轴承座8上的轮盘压板压装固定，使轮皮5内部形成密闭空间，轮皮5可实现与固定在晶片安装支架9上的探头阵列相对回转运动，从而实现车轴固定，轮皮5转动行走。

Claims (5)

1.一种探伤车双探轮装置，包括两个探轮和链接它们的钢架结构，两个探轮一前一后呈旋转对称状态分布；两个探轮前进方向与轨道一致，两个探轮置于同一侧轨道的上方，以测量该轨道的伤损情况；

所述一个探轮上设置多个超声波探头，至少包括：1个0度探头、1个直17.5度探头，其中：0度探头发射角度竖直向下，自发自收；前后探轮的直17.5度探头发射角度与竖直方向呈17.5度夹角且内倾，前探轮发后探轮收或后探轮发前探轮收，以检测钢轨中与竖直方向小于15度的小角度伤损；

其特征在于：所述双探轮装置的两个探轮的中心距为266mm,探轮直径为152mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是探轮包括探头阵列、晶片安装支架、轴承结构、轴架、轮皮及耦合液，其中：

所述探头阵列包括多个超声波探头且均安装于晶片安装支架上；

晶片安装支架固定于轴架的上方，轴承结构由轴承及轴架构成，两组轴承结构刚性固定于轴架上，装置工作时，晶片安装支架始终处于竖直状态保持不变，保证超声波阵列方向不变；

轮皮由两侧轮皮压圈固定形成密闭腔，探头阵列及轴架置于该密闭腔中；

耦合液保护膜设置于轮皮内壁，轮皮外侧设置注液嘴，注液嘴的尾端接入轮皮内部，自注液嘴向轮皮内注入耦合液，保证超声波不在空气中传播，以减小超声波能量损失。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于探头阵列包括5个超声波探头，分别为：1个0度探头、1个直17.5度探头、1个直28度探头及2个偏斜探头。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于两个探轮一前一后呈旋转对称状态分布，以双探轮结构的由内向外方向，单个探头阵列上依次布置：1个偏斜探头、1个直28度、1个0度探头、1个直17.5度探头、1个偏斜探头；

其中：0度探头位于探头阵列中央；1个直17.5度探头和1个直28度探头三者平行布置且位于同一直线，该直线与探轮前进方向平行；2个斜偏探头关于0度探头镜像对称，以双探轮结构的由内向外方向的偏斜探头位于直28度探头右上处。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于耦合液位于轮皮内，形成压强为1.5BAR。

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