[发明专利]基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置和测量方法

说明书

本发明涉及铁路检测设备技术领域，特别是涉及基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置和测量方法，本测量装置包括测量装置本体和位于测量装置本体内的数据采集处理装置，所述测量装置本体通过吊臂悬挂在钢铝复合接触轨的下方；本测量方法结合位置坐标信息，通过超声波计算不锈钢带的厚度，实现对钢铝复合接触轨磨耗进行检测。通过本测量装置和测量方法，能有效解决测量不准确和效率低的问题。

技术领域

本发明涉及铁路检测设备技术领域，特别是涉及基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置和测量方法。

背景技术

在接触轨运营中，为了保证机车正常受流，要求每年至少要进行一次接触轨磨耗测量，当接触网接触轨磨耗到一定程度时应当补强或更换。由于集电靴接触力的动态变化引起的电弧而造成的局部磨损，接触轨的磨耗与接触悬挂状态及电力机车受电弓的运行方式、取流状态、滑板硬度等诸多因素有关。局部磨耗严重可能造成供电不足影响机车动力、加剧拉弧放电，形成硬点会打坏受电靴或引起靴轨故障。

目前只有人工利用一个平尺和塞尺进行人为判断，测量不准确和效率极为低下，并且由于接触轨位置较低人工操作极为不便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置和测量方法，能有效解决测量不准确和效率低的问题。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置，包括测量装置本体和位于测量装置本体内的数据采集处理装置，所述钢铝复合接触轨包括铝座和不锈钢带；所述测量装置本体包括底板和至少两根吊臂，其中两根吊臂一端分别与底板的左右两侧通过转轴活动连接，另一端都连接有与铝座滑动连接的滑轮；所述吊臂与底板之间还连接有扭转弹簧，通过扭转弹簧的旋转力将测量装置本体悬挂在钢铝复合接触轨的下方；所述数据采集处理装置包括收发一体式超声探头、超声发射采集接收器、里程采集器和嵌入式处理器；所述超声探头与超声发射采集接收器信号连接，所述处理器分别与所述超声发射采集接收器和所述里程采集器信号连接。

所述接触轨磨耗测量装置还包括水箱、水泵和水管；所述水泵用于将水箱内的储水沿所述水管泵送，所述水管一端与水泵相连，另一端位于钢铝复合接触轨的不锈钢带的下方，所述水管位于超声探头沿检测线路方向的前端。

所述数据采集处理装置还包括与处理器相连的水泵控制器。

所述数据采集处理装置还包括将处理器与外部终端通信相连的无线通信装置。

所述接触轨磨耗测量装置还包括控制箱，所述数据采集处理装置除超声探头外的部件都位于控制箱内，所述控制箱与底板的底部相连，超声探头位于底板上表面，所述水箱位于控制箱底部。

一种基于超声测量的钢铝复合接触轨磨耗测量装置的测量方法，包括以下步骤：

a.将所述磨耗测量装置悬挂于钢铝复合接触轨下方并沿钢铝复合接触轨向前运动，里程采集器实时记录检测点位置坐标并传输至处理器；

b.处理器向水泵处理器发出喷水信号，水泵将水箱中的水泵送至水管的出水口，向检测点喷水；

c.处理器向超声发射采集接收器发送超声发射触发信号，超声探头发射超声信号并记录发射时间；超声探头依次接收响应接触轨下表面反射的第一回波信号和响应接触轨上表面反射的第二回波信号并返回至超声发射采集接收器，超声发射采集接收器接收回波信号并记录第一回波返回时间和第二回波返回时间；

d.超声发射采集接收器计算超声时差，将该超声时差传递至处理器，处理器根据超声时差计算磨耗；

e.处理器将检测点的磨耗数据与位置坐标关联后，通过无线通信装置将该信息发送至外部终端。