[发明专利]用于铁路轨道的无损评估的系统和方法有效

专利信息
申请号: 201710659238.9 申请日: 2017-08-04
公开(公告)号: CN107813848B 公开(公告)日: 2021-04-02
发明(设计)人: J·G·汤普森;J·R·胡尔;M·萨法伊;B·A·费策尔;G·E·乔治森;S·K·布拉迪 申请(专利权)人: 波音公司
主分类号: B61K9/06 分类号: B61K9/06;B61K9/10;B61K9/12
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 吕俊刚;杨薇
地址: 美国伊*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 铁路 轨道 无损 评估 系统 方法
【说明书】:

用于铁路轨道的无损评估的系统和方法。用于铁路轨道的无损评估的系统包括:车厢,其包括将车厢可移动地支撑在轨道上的多个车轮;振动源,其安装在车厢上并被连接以通过车轮将预选频率的振动传递至轨道的测试区域,以使得在所述测试区域中的瑕疵的位置处的轨道的温度增加;红外检测器,其用于记录测试区域的热图像以检测瑕疵的位置处的温度增加;控制器,其被连接以致动红外检测器记录影响测试区域的振动的热图像,并且存储由红外检测器记录的热图像。

技术领域

本公开涉及无损评估系统和方法,更具体地,涉及用于铁路轨道、车轮和车轴的无损评估的系统和方法。

背景技术

有必要维持经受了磨损和应力的结构对象和部件的完整性,所述磨损和应力来自这些对象和部件操作的环境的危害。因此,可取的是周期性地测试这些结构对象和部件以确定它们的强度或可靠性是否由于诸如表面裂缝、腐蚀、脱粘等的瑕疵而下降。尽管在一些情况下可将待测试的对象从其使用位置取下并且在将它安装在实验室中的测试台上的同时使用实验室仪器执行其完整性的测试,但这并不总是可以或可行的。在许多情况下,测试对象非常大和/或被集成到更大的结构中,使得如果有可能取下以在实验室中进行远程测试,其取下也很困难。

另外,可取的是对对象执行无损评估(NDE)测试。NDE测试的优点在于不会以不可取的方式(可能使得测试对象无法用于其预期用途)永久地更改对象。因此,需要开发用于对对象进行NDE测试而不必将对象从其位置和使用环境取下的方法和系统。

已开发了无损评估系统和方法以提供部件和结构的现场非接触检查以检测瑕疵或者确定这些结构和部件的完整性。一种形式的NDE是热像检查,其中创建测试对象的表面处的热图案并且解释表面温度的差异以确定瑕疵的存在。有源热像检查中的一种类型是红外热像法。一种形式的红外热像法是振动红外热像法,其使用调幅或脉冲超声波来激励测试对象的内部特征。源或机械振动在测试对象中传递超声振动,其使得限定瑕疵或缺陷的表面相对于彼此以不同的频率振动从而生成热。在瑕疵的位置处生成的热使瑕疵处的测试对象的温度升高超过测试对象的其余部分的温度。在通过红外相机拍摄的测试对象的热图像上明显的是该区域的温度更高。因此由红外相机通过映射对象的表面上的温度分布的处理来检测缺陷的位置。

这些系统的缺点在于它们是静态的。即,它们需要将它们与待测试的对象紧邻放置的结构,并且对象不能移动以使得能够在特定测试区域上执行所述系统和方法。这些系统可适合于非移动对象,例如停放的车辆和飞行器。然而,需要一种用于移动车辆(例如,铁路用车)的无损评估以及用于遍历极大的对象(例如,铁路轨道)的方法和系统。

发明内容

所公开的用于无损评估的系统可用于轨道系统的轨道的NDE以及轨道车的车轮和车轴的NDE。关于铁路轨道,测试系统可被安装在可移动车辆上以使得可在连续的基础上测试铁路轨道。这极大地减少了诸如铁路轨道的细长对象的无损评估所需的时间和费用。在一个实施方式中,用于铁路轨道的无损评估的系统包括:车厢,其具有将车厢可移动地支撑在轨道上的多个车轮;振动源,其安装在车厢上并被连接以通过车轮将预选频率的振动传递至轨道上的测试区域,使得在测试区域中的瑕疵位置处的轨道的温度增加;红外检测器,其用于记录测试区域的热图像以检测瑕疵位置处的温度的增加;以及控制器,其连接以致动红外检测器以记录影响测试区域的振动的热图像,并存储由红外检测器记录的热图像。

在另一实施方式中,用于轨道车上的车轮组件的无损评估的系统包括:一对轨道,各个轨道具有激励段,振动源与该激励段连接以将预选频率的振动传递至车轮组件上的测试区域,以使得在测试区域中的瑕疵位置处的车轮组件的温度增加;红外检测器,其用于记录测试区域的热图像以检测瑕疵位置处的温度的增加;以及控制器,其被连接以致动红外检测器来记录影响测试区域的振动的热图像,并存储由红外检测器记录的热图像。

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