一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀制造技術

本發明專利技術公開了一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，包括為各用電單元進行供電的供電電源、對鋼軌損傷進行檢測的表面放置式渦流傳感器、為渦流傳感器提供激勵源的正弦函數發生器、對正弦函數發生器所產生的正弦波信號進行放大處理的信號放大電路一、對渦流傳感器所檢測的檢測信號進行放大處理的信號放大電路二、與信號放大電路二相接的控制電路、由所述控制電路進行控制的報警單元和與信號放大電路二相接的顯示器；所述渦流傳感器由一個激勵線圈和一個測量線圈組成。本發明專利技術結構簡單、設計合理、靈敏度高且便于攜帶、經濟實用，能有效解決鋼軌損傷探測問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鋼軌損傷檢測
，尤其是涉及 一種用于鋼軌檢測的 便攜式渦流探傷儀。
技術介紹
現階段我國鐵路運輸占據主體地位，為滿足經濟發展要求，近年來鐵 道部對我國鐵路系統已經進行了六次大提速，大大增加了我國鐵路的運輸 能力，在提高運輸量和效率的同時，也對列車的安全穩定運行提出了更高 的要求。而鋼軌損傷是鐵路安全的最大隱患，因此對其檢測至關重要。鋼軌損傷是影響鐵路運輸安全的主要因素，目前我國對于鋼軌的檢測 包括定期檢測和日常檢測。定期檢測已經具備了較為成熟的手段和措施， 如鋼軌超聲探傷車、轉轍機遠程油壓監控系統等，己經能滿足部分需求。 但在疲勞裂紋和焊縫質量等問題的日常檢測中，我國還停留在人工目測階 段，受巡道工經驗、責任心及天氣狀況等因素的影響，檢測質量很難達到 應有的技術要求。同時，鋼軌裸露于野外，表面大都被油污、灰塵覆蓋， 而今又沒有相應的檢測儀器，所以鋼軌損傷很難被檢測出來。因此，在鋼 軌的日常檢測中，必須釆用現代檢測技術，開發便攜式探傷儀，以輔助人 工檢查，提高工作效率，及時發現損傷，排除隱患，做到防患于未然。綜 上，鋼軌損傷主要包括疲勞裂紋和焊縫損傷，對鋼軌的檢測工作有定期檢 測和日常檢測兩種方式。目前我國對鋼軌疲勞裂紋和焊縫損傷的日常檢測 還停留在人工目測結合經驗判斷的階段，不能滿足社會經濟的發展要求， 亟待解決。目前常用于檢測鋼軌損傷的無損探傷方法有磁粉法、射線法、超聲法、滲透法和渦流法。上述技術各有其優缺點磁粉檢測現場應用非常簡單，4能直接檢測表面損傷，但如果被檢工件表面有涂層或處于潮濕環境時，其 檢測可靠性將大為降低；射線法中射線輻射危害人體，檢測時必須進行安全防護，且有些工況不易實施；超聲法對工件表層下損傷的檢測也很有效， 但檢測時需耦合劑，效率較低，對損傷的判定也有賴于技術人員的經驗； 滲透法對表面開口裂紋檢測靈敏度很高，但不適于有表面涂層的工件及潮 濕的環境，且對損傷的判定有賴檢驗人員的經驗；渦流技術對表面開口裂 紋很靈敏，在表面涂層、潮濕和水底等惡劣環境下也能開展檢測工作，可 檢測缺陷的極限值為0. 4mm，該類設備具有結構簡單、靈敏度高、頻率響 應特性好以及測試電路簡單等優點。綜上所述，渦流法對鋼軌表面裂紋的 檢測有其獨特的優點。對于渦流檢測技術而言，其主要包括傳感器(檢測探頭)技術、測量參 數的優化技術、缺陷信號的處理技術以及顯示技術。在國外，鐵路運輸大多釆用無縫鋼軌，適合釆用超聲波探傷；且由于 國外勞動力成本昂貴，巡道班組養護維修的鋼軌里程多達數十公里，因而 速度較快的大型超聲波檢測儀器備受青睞。因此，國外鋼軌檢測研究多專 注于超聲波探傷。目前國外的超聲波探傷車體積大、重量大，但其檢測速 度快，是探傷的主要工具；小型探傷設備一般只用來復查大型探傷車的檢 驗結果。雖然我國也引進過數臺超聲檢測車，但從實際使用效果來看，需 要多人合作，且價格十分昂貴，因此超聲探傷儀不適合國內鋼軌的日常檢 測。在國內，多采用焊接有縫鋼軌，我國巡道工人每人負責檢測的鋼軌長 度約為1.5公里，與國外相比檢測速度無需太快，但檢測精度與檢測頻率 的要求比國外要高。而渦流檢測法對有縫鋼軌的檢測靈敏度高于超聲檢測 法，由此可見渦流技術更適合中國現狀。目前，國內在鋼軌的日常檢測中 還沒有一種專門針對巡道工人使用的精確、方便又經濟的探傷設備。因此 巡道工人大多是目測同時結合個人經驗來進行檢測判斷，這無疑增加了安 全風險。另外，傳感器是整個探傷儀器的核心部件，傳感器的性能對探傷儀器 測量電路的設計以及測試的精度和可靠性有著重要的影響。為了滿足不同 工件形狀和大小的檢測要求，按檢測時測量線圈和試樣的相互位置關系，傳感器的測量線圈可分為三大類a)穿過式傳感器。此傳感器將工件插入并通過線圈內部進行檢測。可用于檢測管材、棒材、線材等可以從線圈內部通過的試件。b)內通過式傳感器。由環形線圈組成，用于檢測管子 或圓孔內部。c)放置式傳感器。放置式線圈，是一種使用最為廣泛的渦 流傳感器。它適用于各種板材、帶材、棒材的表面檢測，還能對形狀復雜 的工件的某一區域進行局部檢測。因而，對于鋼軌探傷儀器而言，傳感器 的設計非常重要。綜上所述，國內應大力發展用于鋼軌檢測的渦流探傷技術。雖然國內 目前有些科研機構已經著手于這方面的研究，但大多仍把絕大部分精力放 在顯示設備等方面，而巡道工人的日常檢測使用的儀器根本無需這些附屬 設備，這無疑增加了生產成本，同時也無法推廣使用。總而言之，鋼軌損 傷是影響鐵路運輸安全的主要因素，目前對其檢測的方法主要是定期檢測 和曰常檢測。在曰常檢測中，國內還沒有一種經濟方便的設備，因而不能 有效防止由于鋼軌裂紋引發的眾多災難性事故再次發生。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一 種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其結構簡單、設計合理、靈敏度高 且便于攜帶、經濟實用，能有效解決鋼軌損傷探測問題。為解決上述技術問題，本專利技術釆用的技術方案是 一種用于鋼軌檢測的 便攜式渦流探傷儀，其特征在于包括為各用電單元進行供電的供電電源、 對鋼軌損傷進行檢測的表面放置式渦流傳感器、為渦流傳感器提供激勵源 的正弦函數發生器、對正弦函數發生器所產生的正弦波信號進行放大處理 的信號放大電路一、對渦流傳感器所檢測的檢測信號進行放大處理的信號6放大電路二、與信號放大電路二相接的控制電路、由所述控制電路進行控 制的報警單元和與信號放大電路二相接的顯示器；所述渦流傳感器由一個激勵線圈和一個測量線圈組成；所述正弦函數發生器接信號放大電路一， 信號放大電路一的兩個輸出端分別與激勵線圈的兩端相接，測量線圈的兩 端分別與信號放大電路二的兩個輸入端相接，所述控制電路接報警單元。 所述激勵線圈由U形磁芯和纏繞在所述U形磁芯中部的線圈組成，所 述測量線圈由I形磁芯和纏繞在所述I形磁芯中部的線圏組成，所述測量 線圈位于激勵線圈的下方中部且二者呈正交分布，測量線圈的直徑小于激 勵線圈的直徑。所述測量線圈的線圈匝數、測量線圈的線圈直徑以及激勵線圈和測量 線圈間的間距H為通過正交試驗設計法確定的最佳參數組合。所述測量線圈的線圈匝數為300匝，測量線圏的直徑為0. 9mm,激勵 線圈和測量線圈間的間距H為2mm,激勵線圈的直徑為9mm。所述激勵線圈和一個測量線圈安裝在一能倒扣在鋼軌上的外部殼體 內，所述外部殼體下部設置有與鋼軌的上部結構相對應的凹槽。所述外部殼體為U形外殼，所述激勵線圈和一個測量線圈均安裝在U 形外殼內且均安裝在U形外殼上部中部，所述U形外殼的內部結構與鋼軌 的上部結構相對應。所述U形外殼的內部左右兩側分別設置有一個能在鋼軌的上部側壁上 前后移動的固定輪，U形外殼的內部上方設置有一個或多個能在鋼軌上表 面上前后移動的導向輪，U形外殼的外部上方設置有一帶動U形外殼沿鋼 軌前后移動的手扶支桿；所述手扶支桿中部安裝有一電源箱，所述正弦函 數發生器、信號放大電路一、信號放大電路二和報警單元均設置在一電路 板上，所述電路板和供電電源均安裝在電源箱內。所述正弦函數發生器為能產生頻率為10 100KHz的正弦波信號的芯 片ICL8038。所述信號放大電路一由前級電壓放大電路一和與所述前級電壓放大電路一相接的后級本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于鋼軌檢測的便攜式渦流探傷儀，其特征在于：包括為各用電單元進行供電的供電電源（１２）、對鋼軌損傷進行檢測的表面放置式渦流傳感器（１）、為渦流傳感器（１）提供激勵源的正弦函數發生器（２）、對正弦函數發生器（２）所產生的正弦波信號進行放大處理的信號放大電路一（３）、對渦流傳感器（１）所檢測的檢測信號進行放大處理的信號放大電路二（４）、與信號放大電路二（４）相接的控制電路、由所述控制電路進行控制的報警單元（６）和與信號放大電路二（４）相接的顯示器；所述渦流傳感器（１）由一個激勵線圈（１－１）和一個測量線圈（１－２）組成；所述正弦函數發生器（２）接信號放大電路一（３），信號放大電路一（３）的兩個輸出端分別與激勵線圈（１－１）的兩端相接，測量線圈（１－２）的兩端分別與信號放大電路二（４）的兩個輸入端相接，所述控制電路接報警單元（６）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬旺宇，劉棟，王迪，趙振剛，
申請(專利權)人：長安大學，
類型：發明
國別省市：87[中國|西安]