[发明专利]电磁层析毫米波雷达在线钢轨探伤装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于电磁层析毫米波雷达在线钢轨探伤装置及方法，涉及钢轨探伤技术领域，包括L型传感器支架上设有电磁传感器组和毫米波雷达传感器组；电磁传感器组包括多个电磁传感器装置，毫米波雷达传感器组包括多个毫米波雷达传感器装置；电磁传感器装置，包括多个激励线圈和多个检测线圈；电磁传感器装置和所述毫米波雷达传感器均通过数据通信模块连接上位机。本发明使用毫米波雷达，具有良好的稳定性和准确性，补足了电磁层析钢轨探伤的不足之处，能够对钢轨踏面和侧面的表面和浅表面的伤损进行随车高效快速的检测，实现了探伤的全面性、完整性和实时性，提高了钢轨探伤的稳定性、准确性和可靠性，探伤过程无辐射。

技术领域

本发明涉及钢轨缺陷检测技术领域，具体涉及一种电磁层析毫米波雷达在线钢轨探伤装置及方法。

背景技术

钢轨作为重要的轨道交通基础设施，长期承受车轮载荷，钢轨轨头及表面很容易出现疲劳裂纹，有可能会造成轨道断裂，引起重大安全事故。因此，需要经常对钢轨进行缺陷与裂纹检测，防止事故发生。

目前钢轨的检测多用超声法进行检测，超声检测探测深度深，可以检测出从钢轨头部到底部的大部分缺陷，而且检测精度较高，但其需要耦合剂，且需要与钢轨密切接触的特点使其速度难以提高，从而难以实现高速在线应用。另外，超声法无法对钢轨表面及浅表的缺陷进行有效的检测，存在着检测盲区。

随着高速列车日运行次数的增加以及对其运行安全的日趋重视，钢轨探伤的频率与探伤精度要求必将不断的提高。因此迫切的需要一种高速、便捷、高精度、低成本的探伤方法，且能直观的显示出钢轨的缺陷位置。

电磁层析钢轨探伤技术是基于电磁感应原理发展而来的一种新型涡流检测技术。通过向嵌入在传感器内的激励线圈注入交变电压，会在导电物质表面产生涡流，涡流会诱导产生出二级磁场，对主磁场产生调制作用，使主磁场发生畸变。同时，检测线圈会采集到检测电压值，通过对检测电压值进行信号处理，即可直观的显示出钢轨缺陷的位置。因此，是一种很有发展前景的钢轨探伤方法。

但是，电磁层析钢轨探伤技术检测的是钢轨浅表面的缺陷，无法检测钢轨表面的缺陷，检测不够全面完整，并且许多钢轨表面探伤方法(比如磁粉探伤方法等)受到环境的影响较大，无法稳定精确的获得表面的缺陷情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够全面、完整的对钢轨进行探伤的电磁层析毫米波雷达在线钢轨探伤装置及方法，以解决上述背景技术中的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供的一种用于电磁层析毫米波雷达在线钢轨探伤装置，该装置包括L型传感器支架，所述L型传感器支架上设有电磁传感器组和毫米波雷达传感器组；所述L型传感器支架包括与所述钢轨的踏面相对应的横板和与所述钢轨的侧面相对应的竖板；

所述电磁传感器组包括多个电磁传感器装置，所述毫米波雷达传感器组包括多个毫米波雷达传感器装置；

所述的电磁传感器装置，包括多个激励线圈和多个检测线圈；

所述电磁传感器装置和所述毫米波雷达传感器均通过数据通信模块连接上位机。

优选地，所述的毫米波雷达传感器装置采用24GHz、60GHz或77GHz频段的毫米波雷达传感器中的一种。

优选地，所述的激励线圈和所述检测线圈由铜线绕制而成。

优选地，所述电磁传感器的激励方式为单频激励或多频激励。

优选地，所述的L型传感器支架由尼龙塑料、铝型材或不锈钢中的一种一体制成。

另一方面，本发明提供一种利用上述装置进行钢轨探伤的方法，该方法包括：使用电磁传感器装置检测钢轨踏面和侧面的浅表面伤痕数据信息；