[发明专利]针对高速列车轨道的被动激励电磁无损检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种针对高速列车轨道的被动激励电磁无损检测系统，其特征在于：包括检测探头(1)、检测辅助装置、驱动模块(4)、信号调理模块(6)和信号采集与处理模块(7)，所述检测探头(1)由相连接的永磁体(11)和检出线圈(12)组成；所述检测辅助装置包括待检轨道(2)，轨检车(3)，驱动轨检车(3)前进的驱动模块(4)，轨检轮式夹具(5)，信号调理模块(6)以及信号采集与处理模块(7)；所述待检轨道(2)平铺于地面，所述轨检车(3)位于待检轨道(2)的正上方，以保证后期检测时检测探头(1)不会偏离待检轨道(2)；所述轨检轮式夹具(5)的滚轮(9)放置于待检轨道(2)的表面，轨检轮式夹具(5)中间的夹子(10)中放置检测探头(1)，检测探头(1)通过其顶部的轴杆固定在轨检车(3)上，轴杆上套有弹簧(8)，弹簧(8)选择的原始长度和刚度系数以保证检测过程中轨检轮式夹具(5)的轮子(9)始终与待检轨道(2)的表面接触；所述检测探头(1)调整到指定提离，保证检测过程中检测探头的提离始终不变；所述驱动模块(4)连接轨检车(3)，信号调理模块(6)的输入端连接检测探头的检出线圈(12)，输出端连接信号采集与处理模块(7)，通过信号调理模块(6)和信号采集与处理模块(7)对检测探头的检出线圈(12)电压信号进行处理分析，从而实现对待检轨道(2)进行检测的目的。

2.根据权利要求1所述的针对高速列车轨道的被动激励电磁无损检测系统，其特征在于：所述永磁体(11)采用剩磁大于1T、端面尺寸为20mm以上的永磁体。

3.权利要求1或2所述的针对高速列车轨道的被动激励电磁无损检测系统的检测方法，其特征在于：

1)建立裂纹深度-信号特征量标定曲线：加工一段用于建立裂纹深度-信号特征量标定曲线的标定轨道，在标定轨道的表面加工不同深度的纵向裂纹；将标定轨道固定在地面上，调整轨检车(3)的位置，使其位于标定轨道的正上方，将检测探头(1)以一固定提离固定于轨检轮式夹具(5)中间的夹子(10)中，最后启动驱动模块(4)，驱动轨检车(3)向前运动，与此同时，检测探头(1)的永磁体(11)相对标定轨道作高速运动，根据法拉第电磁感应定律，标定轨道内部会产生涡流，涡流会激发二次磁场，处于二次磁场中的检测探头(1)的检出线圈(12)会产生感应电压，将该电压信号通过信号调理模块(6)作低通滤波的同时将信号放大，然后通过信号采集与处理模块(7)记录数据，由于裂纹的深度会影响涡流的分布，从而影响检测探头(1)的检出线圈(12)的电压幅值，因此以检出线圈(12)的电压幅值为特征量对标定轨道的表面纵向裂纹进行标定，建立裂纹深度-信号特征量之间的拟合曲线，即为裂纹深度-信号特征量标定曲线；

2)通过实验获取待测轨道的裂纹检测特征量：将待检轨道(2)固定于步骤1)中的标定轨道的位置，按照步骤1)的流程启动驱动模块(4)，使得轨检车(3)以与步骤1)中完全相同的速度前进，得到检出线圈(12)的电压信号，并提取相应的电压幅值作为特征量；

3)计算待测轨道的裂纹深度：在步骤1)所得的标定曲线中，获取与步骤2)所得特征量相对应的裂纹深度值，即为待测轨道的裂纹深度。

4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于：步骤1)建立的裂纹深度-信号特征量标定曲线的表达式如下：

V＝-0.1021x²+1.1879x-0.192

其中，V为经信号采集与处理模块(7)输出的检测探头(1)的检出线圈电压，x为标定轨道的表面纵向裂纹深度。