[发明专利]一种无缝线路钢轨的检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢轨检测领域，尤其涉及一种无缝线路钢轨的检测装置。

背景技术

随着高速铁路的飞速发展，无缝线路在全世界范围内得到了广泛推广和应用。无缝线路在一定程度上消除了钢轨接缝，减少了列车振动，降低了噪声，使列车运行平稳、线路设备和机车车辆的使用年限延长。但随着轨缝的消失，由于钢轨接头阻力和道床纵向阻力的作用，被焊接在一起的数十根甚至更多钢轨在轨温变化时便不能自由伸缩，于是钢轨中将产生纵向温度应力。长钢轨的温度相对于锁定轨温变化1℃，钢轨固定区内纵向应力变化2.43MPa（兆帕斯卡），若轨温变化50℃，则钢轨内应力变化为121.5MPa。可见无缝线路长钢轨所承受的温度应力要比普通钢轨大得多，当温度应力超过钢轨的承受限度时，就会在扣件阻力小或路基条件差的区域释放能量，当应力过大时，会发生胀轨、跑道；当应力超过临界值后，会发生断轨。历史上由于胀轨、断轨导致的事故时有发生。从1968年至2003年，我国铁路无缝线路因胀轨跑道造成列车脱线的重大事故共计发生22起，造成了巨大生命财产损失。断轨事件也偶尔出现，除了焊接质量等人为因素外，钢轨纵向温度应力有着直接影响。因此，能够实时在线监测无缝线路的钢轨状态，随时准确掌握钢轨的实际纵向温度应力，对已经发生断轨的路段在列车到达前提前预警，对确保无缝线路的安全运营显得尤为重要。

断轨检测与应力检测是目前钢轨检测中比较重要的两个检测项目。

1）国内外的断轨检测技术从检测原理上可分为：基于轨道电路原理和基于非轨道电路原理。

基于轨道电路原理的检测方法有牵引回流实时断轨检测方法、准轨道电路实时断轨检测方法；目前断轨在线监测技术，主要都是依靠轨道电路，但采用轨道电路原理实现断轨检测时受道床、电气条件限制，有一定的局限性。

基于非轨道电路的断轨实时检测技术主要有：光纤实时断轨检测方法、应力实时断轨检测方法。光纤实时断轨检测方法是使用由环氧树脂胶带贴于轨道上的标准单模光纤进行检测；光纤的一端接光源，另一端为接收器，如果钢轨发生折断，光纤将随之发生破裂，光线将不能到达接收器，由此判断发生断轨；但该方法只适用于短轨道检测，局限性较大。应力实时断轨检测方法使用一些应力测量传感器，每隔一定距离安装在轨腰上，通过使用相应的分析技术，对传感器检测到的应力和温度变化进行计算和比较，某些压力和温度的组合可以表明断轨、轨道变形或两者兼而有之；但该方法性能指标较差，研究开发价值不高。

2）现有的钢轨应力检测技术通常采用的临界角折射法测量材料应力，测量结果反映的是材料表面以下超声传播时经过路径内的应力变化情况，无法反映整个材料内部的平均应力。

并且，现有的技术没有对钢轨的断轨与应力同时进行在线检测的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种无缝线路钢轨的检测装置，提高了检测精度及效率，保障了行车安全。

一种无缝线路钢轨的检测装置，该装置包括：超声导波发射探头、超声导波接收探头、数据分析模块；

所述超声导波发射探头的前后两侧分别设有一组超声导波接收探头；其中每一组超声导波接收探头均包括两个沿钢轨方向设置的超声导波接收探头，根据所述两个沿钢轨方向设置的超声导波接收探头接收信号的先后顺序确定所检测的线路；

所述每一组超声导波接收探头的输出端与数据分析模块连接；所述数据分析模块，用于根据超声导波接收探头接收的超声导波信号进行应力及断轨点检测。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，在无缝线路钢轨中激发出超声导波信号，通过远端接收装置，采集超声导波信号，通过对信号的处理与分析，实现无缝线路钢轨的断轨与应力检测。可随时准确掌握钢轨的实际纵向温度应力，对已经发生断轨的路段在列车到达前提前预警，对保障高速铁路的安全运行具有重要的实用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例一提供的一种无缝线路钢轨的检测装置的示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种无缝线路钢轨的检测装置中各模块的布置示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种信号驱动模块的示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种信号采集模块的示意图。

具体实施方式