[实用新型]一种金属磁记忆钢轨温度应力检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无缝钢轨探伤车技术领域，尤其涉及一种利用金属磁记忆检测钢轨温度应力的装置。 

背景技术

随着铁路高速化与重载化的发展，世界各国均广泛采用无缝线路技术。然而，将几十根标准轨焊接在一起，成为无缝线路后，道床阻力和扣件阻力的作用使得线路只能在两端100m范围内产生热胀和冷缩，中间部分形成了固定区，不随轨温的变化产生膨胀和收缩，于是钢轨固定区内储存了相应的纵向温度应力。当气温达到一定值时，钢轨无法承受巨大的内应力，就会在扣件阻力小或路基条件较差的区域内释放能量，当能量较大时，会发生胀轨跑道。跑道事故可使钢轨发生塑性变形，枕木劈裂，碎石抛出，甚至颠覆列车，造成严重恶果。胀轨跑道事故的频繁发生直接影响着铁路运输的安全以及线路的稳定性。因此铁路工务部门必须随时了解无缝线路实际纵向温度应力，预测发生胀轨或断轨的可能性，以便适时采取维修措施。 

现有传统无缝线路应力检测方法和手段的检测范围有很大的局限性。尽管人们已经认识到对线路进行全面考察的必要性，但在实践中完成这项任务需要耗费大量时间以及人力、物力和财力。因此，传统的无损检测（NDT）方法（涡流检测、超声波检测、X射线及磁粉探伤等）由于其操作的复杂性，如要求对被测表面和检测对象进行清理，人工磁化，贴附传感器等，在检测无缝线路这样的大长度结构件时受到严重限制。本文采用一种新的金属无损检测技术——金属磁记忆检测，该方法无需对被测对象表面进行专门处理，无需专门的磁化装置。该方法可以快速检测钢轨温度应力，具有广阔的应用前景。 

20世纪90年代，俄罗斯Doubov教授率先提出金属磁记忆理论。金属磁记忆检测技术利用处于地球磁场中的铁磁性金属的磁性能在应力和变形集中区内产生不可逆变化，在金属与空气边界出现磁导率跃变，其表面产生漏磁场便可无损、快速、便捷、准确地确定铁磁性金属结构上的应力集中和变形区，即设备上最危险的区段和部位，进而发现主轴上的疲劳裂纹和预测其扩展趋势，从而进行强度和寿命的诊断。与传统的无损检测方法相比，不仅能够检测出铁磁材料的塑形变形及宏观裂纹，更能有效检测铁磁材料早期应力集中的危险区域。 这种新的检测技术可以克服传统的无损检测方法的不足，无疑是对金属构件进行早期诊断的一种新的无损检测方法，因此，一问世便受到世界各国同行的重视，竞相开展研究，并在电力、锅炉压力容器等部门开始了推广应用。 

发明内容

为了提高国内铁路钢轨的安全检测技术水平，及时有效防止因胀轨跑道引发的安全事故。本实用新型提供一种金属磁记忆钢轨温度应力检测装置，本实用新型能够长距离自动在钢轨上进行温度应力检测并记录分析数据。 

为了可以达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种金属磁记忆钢轨温度应力检测装置，其特征在于，它包括探伤小车和手持显示器；其中，所述探伤小车由车身、行程车轮、辅助车臂、若干第一测磁传感器以及若干温度传感器组成，行程车轮通过车轴置于车身前后两侧，固定车臂固定于车身前后左右四侧；若干第一测磁传感器并排等距置于车身车头外部；若干温度传感器置于车身底部；所述手持显示器与探伤小车可通过无线信号传输数据，手持显示器可置于探伤小车的顶部。 

进一步地，所述车身内部固定有电机、AD数据采集器、存储卡、第一单片机、第一无线信号发射接收模块以及放大电路和过滤电路；电机、AD数据采集器、存储卡、第一无线信号发射接收模块分别与第一单片机通过数据线连接，放大电路、过滤电路、AD数据采集器依次连接。 

进一步地，所述行程车轮由两个前从动车轮和两个后主动车轮组成；所述后主动车轮的连接车轴与电机相连接，电机与第一单片机相连，在后主动车轮上装有行程传感器。 

进一步地，所述辅助车臂包括固定车臂、转动车臂、滚动小轮；所述固定车臂固定于车身前后左右四侧，固定车臂中间置有若干第二测磁传感器和滚轮，其端部通过螺栓连接于转动车臂，转动车臂末端与滚动小轮连接，滚动小轮的轴端处由弹簧支撑。 

进一步地，所述手持显示器表面安装一块显示屏和多个按键开关；内部安装第二单片机和第二无线信号发射接收模块，显示屏、按键开关和第二无线信号发射接收模块均与第二单片机连接。