[发明专利]一种轨道交通线路伤损检测系统

说明书

技术领域

本发明属于检测系统领域，特别涉及一种轨道交通线路伤损检测系统。 

背景技术

轨道是有轨交通的关键部分。随着国民经济的飞速发展，轨道列车的运行速度、运行密度和载重都在不断增长。因此，轨道的完整性对轨道列车运行安全至关紧要。 

为保证轨道列车的运行安全，数十年来，已经有大量低速的手推检测车和高速的大型检测车工作在轨道交通线路上。当前广泛使用的检测车使用滑靴式探头或轮式探头。滑靴式探头采用水膜耦合，可以适应较高的检测速度，缺点是难以适应轨面变形，而随着轨道磨损的加剧和不能及时修磨，超声耦合质量难以保证。近年较多采用轮式探头。轮式探头系软性接触，它可以随着轨道表面的变形改变自己的形状，从而保证较可靠的超声耦合。可是，不能忽略的是，尽管轮式探头改善了超声耦合质量，但超声探头声束的入射角是固定的。轨面变形使超声声束与轨面法线间的夹角改变了。由于钢的声速为液体声速的4倍，液体中声波入射角的微小变化就会导致钢中声波折射角的很大变化，大约4倍。这会使声波显著偏离规定的方向，即偏离最可能产生危险缺陷的位置。 

据统计，各主要轨道交通国家每年仍然发生数以百计的断轨事故，造成重大损失。这些断轨事故中，相当部分是由检测车漏检造成的。而在漏检原因中，相当一部分是由于轨面磨损变形，而超声探头的超声入射角是固定的，不能根据轨面变形的具体情况作出相应调整，从而使超声波束偏离正确的方向，不能发现危险缺陷造成的。 

发明内容

超声检测系统的核心要求是：保证探测缺陷用的超声声束能在规定的位 置、以规定的入射角照射到待检测部件的表面上，保证探头和该表面有良好的声耦合，从而使超声声束能以规定的折射角在待检测部件中传播，照射到待检测部件中规定的位置，从而实现对待检测部件的完善扫查。但是，当待检测部件因磨损发生变形时，检测车可能左右晃动，探头组件可能随其表面形状改变而倾斜，从而使探头发出的超声波束偏离规定位置，使待检测部件内的折射声束改变角度。 

为解决上述问题，本发明提供一种轨道交通线路伤损检测系统，包括： 

探头组件，其用于向待检测部件的表面以规定的入射角发射超声波声束，并接受所述待检测部件反射和折射来的所述超声波声束的回波，并将所述回波信号发送至控制器； 

位置测量组件，其用于检测当前系统所在的位置信息，并将该位置信息上传至所述控制器中； 

外形测量组件，其用于测量当前位置的待检测部件的外形的数据并将其上传至所述控制器中； 

相对位置测量组件，其用于测量当前位置的所述探头组件与所述待检测部件表面之间的相对位置信息并将其上传至控制器中； 

探头调整组件，其用于根据所述控制器发来的入射角的调整命令对所述探头组件的入射角进行调整； 

所述控制器，其与所述探头组件、所述位置测量组件、所述外形测量组件、所述相对位置测量组件和所述探头调整组件通讯连接，所述控制器用于接收所述位置测量组件发来的位置信息和所述外形测量组件发来的待检测部件的外形数据，并将所述位置信息和所述带检测部件的外形数据绑定存储，所述控制器还用于接收所述相对位置测量组件发来的相对位置信息，所述控制器根据所述绑定信息和所述相对位置信息计算得出当前位置的规定入射角和当前入射角，并根据所述规定入射角和所述当前入射角计算得出入射角的调整量，并将所述调整量的调整命令发送至所述探头调整组件。 

优选的是，所述的轨道交通线路伤损检测系统中，所述探头组件、所述位置测量组件、所述外形测量组件、所述相对位置测量组件和所述探头调整组件均设置在一检测车上； 

其中，所述探头调整组件可驱动所述探头组件进行直线运动和/或旋转运动。 

优选的是，所述的轨道交通线路伤损检测系统中，所述位置测量组件为一编码器，所述编码器固定在所述检测车的车轮上，并在所述车轮的带动下旋转产生与所述车轮的角速度成比例的光栅脉冲并将所述光栅脉冲发送至所述控制器； 

所述控制器还根据所述光栅脉冲和所述车轮的直径计算出当前编码器的位置信息。 

优选的是，所述的轨道交通线路伤损检测系统中，所述探头组件、所述相对位置测量组件、所述外形测量组件和所述位置测量组件沿着所述检测车的行进方向依次进行排布。 

优选的是，所述的轨道交通线路伤损检测系统中，所述相对位置信息包括：所述探头组件和当前待检测部件表面之间的距离和当前入射角。 

优选的是，所述的轨道交通线路伤损检测系统还包括数据库，其用于存储所述位置信息和所述待检测部件的外形数据，还用于存储所述相对位置信息；