[发明专利]一种基于磁弹效应的F轨应力检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于磁弹效应的F轨应力检测方法及装置，所述检测装置包括至少一套F轨应力检测单元，F轨应力检测单元包括励磁传感器、感应传感器、传感器支架、电流模块和应力处理模块；励磁传感器和感应传感器分别安装于被测F轨上部的固定式传感器支架和被测F轨下部的切入式传感器支架上的夹持端；检测时，励磁传感器和感应传感器与被测F轨表面间的间隙恒定，励磁传感器和感应传感器中心相互对齐，励磁传感器和感应传感器之间的夹角为预设值，励磁传感器和感应传感器与被测F轨的检测方向之间的夹角也为预设值。本发明能够实现F轨出厂和F轨状态动态的内部缺陷和残余应力在线非接触式无损检测，具有检测精度高和设备使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及一种金属材料检测技术领域，尤其涉及一种基于磁弹效应的F轨应力检测方法及装置。

背景技术

在我国的交通运输行业里，铁轨发挥着巨大的作用。随着现代磁浮列车的兴起，尤其是中低速磁浮列车的快速发展，用于磁浮列车的F型截面的轨道得到广泛使用，F轨的稳定可靠是保障磁浮列车安全运行的重要前提。列车在表面有缺陷的F轨上运行时，极易损伤列车，严重的还会造成列车事故。为了保证铁路运输的安全性和连续性，在轨道轧制成型后需要对铁轨进行应力及内部缺陷检测，对有损伤的F轨进行维修或更换，以保证F轨在装入轨道后，在列车大幅提速和重载列车开行的情况下，铁轨的结构及应力分布可保证列车的安全运行。

长沙磁浮快线工程，位于湖南省长沙市境内，西起长沙高铁南站，东至黄花机场。线路全长约18.5km，线路初期设车站3座，即长沙南站、榔梨站和黄花机场站。全线在长沙高铁南站附近新建车辆段与综合基地。

长沙磁浮快线的长期运行需要相关检测维护工具的技术保障，轨道检测是用来检测轨道状态、指导线路维护、保障行车安全的重要手段。F轨在轧制过程中不可避免的存在着残余应力及内部缺陷。而磁浮列车的高速运行是建立在F轨稳定可靠的基础上的，因此保证磁浮线路轨道安全运行的关键在于准确检测F轨应力状况。

因此，如何能够实现F轨出厂和F轨状态动态的内部缺陷和残余应力的在线非接触式无损检测，保证磁浮线路轨道安全运行，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于磁弹效应的F轨应力检测方法及装置，其能够实现F轨出厂和F轨状态动态的内部缺陷和残余应力在线非接触式无损检测，且具有检测精度高，设备使用寿命长，耗材成本低的特点，从而保证磁浮线路轨道安全运行。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于磁弹效应的F轨应力检测装置，包括至少一套F轨应力检测单元，所述F轨应力检测单元包括励磁传感器、感应传感器、传感器支架、电流模块和应力处理模块；

所述励磁传感器和感应传感器安装于预先设置的传感器支架的夹持端，传感器支架包括位于被测F轨上部的固定式传感器支架和位于被测F轨下部的切入式传感器支架，励磁传感器设于固定式传感器支架内，感应传感器设于切入式传感器支架内；

检测时，通过调整所述励磁传感器的竖向距离实现与被测F轨上表面间的间隙恒定，通过移动切入式传感器支架将所述感应传感器横向切入至被测F轨下部，并调整感应传感器的竖向距离实现与被测F轨下表面的间隙恒定，励磁传感器和感应传感器的中心相互对齐，且所述励磁传感器和感应传感器之间的夹角为预设值，同时所述励磁传感器和感应传感器与被测F轨的检测方向之间的夹角也为预设值；

所述电流模块，用于为所述励磁传感器提供励磁电流；

所述励磁传感器，用于接入励磁电流时，在被测F轨的上表面空间产生交变磁场；

所述感应传感器，用于当处于交变磁场中的被测F轨受到外力作用或被测F轨内部存在残余应力时，基于F轨的磁弹效应，所述被测F轨的磁化强度将发生变化，在感应传感器中产生感应电动势；