[发明专利]列车车轮踏面裂纹的脉冲涡流热成像动态检测装置及方法

权利要求书

1.一种列车车轮踏面裂纹的脉冲涡流热成像动态检测装置，其构成是：

轮对检测试验台(1)内腔的左部安装有两个从动轮(10)，右部安装有两个主动轮(11)，且轮对检测试验台(1)的顶板(1a)上开有四个矩形轮槽(1b)，从动轮(10)和主动轮(11)的顶部通过矩形轮槽(1b)穿出轮对检测试验台(1)；列车轮对的两个车轮(12)的踏面，置于对应的主动轮(11)和从动轮(10)的轮缘上；

所述的轮对检测试验台(1)内腔位于两个主动轮(11)之间的位置，安装有双轴电机(8)；双轴电机(8)的输出轴(13)分别与两个主动轮(11)相连；两个从动轮(10)中的一个从动轮(10)上安装有编码器(7)；

轮对检测试验台(1)的左侧安装有基座(6)，基座(6)上部通过纵向的直线导轨(6a)与机械手底座(5a)相连，机械手底座(5a)底面的螺母与基座(6)上的纵向丝杆(6b)配合；纵向丝杆(6b)的一端连接有转盘(6c)；

所述的机械手底座(5a)上固定有六自由度的机械手(5)，机械手(5)的末端固定有感应加热头(3)，感应加热头(3)顶端的激励线圈(3a)与高频感应电源(2)电连接；

所述的基座(6)和轮对检测试验台(1)之间还放置有面向车轮(12)的热成像仪(4)；

所述的高频感应电源(2)、热成像仪(4)、编码器(7)、机械手(5)的控制器(5b)和双轴电机(8)的变频器(8a)均与数据处理与控制单元(9)电连接。

2.一种使用权利要求1所述的列车车轮踏面裂纹的脉冲涡流热成像动态检测装置对车轮踏面裂纹进行检测的方法，其步骤为：

A、摇动转盘(6c)使机械手底座(5a)及机械手(5)纵向移动至待测的车轮(12)左侧设定的位置；由数据处理与控制单元(9)发出指令通过控制器(16)控制机械手(5)调整感应加热头(3)的位置，使感应加热头(3)的激励线圈(3a)正对车轮(12)踏面，并距车轮(12)踏面1-3mm；将热成像仪(4)正对激励线圈(3a)的内框；

B、由数据处理与控制单元(9)通过变频器(8a)控制双轴电机(8)按设定的转速转动，双轴电机(8)依次带动主动轮(11)、车轮(12)和从动轮(10)转动；同时，编码器(7)将从动轮(10)的转动角度，实时传送给数据处理与控制单元(9)；

C、车轮(12)转速稳定后，数据处理与控制单元(9)控制高频感应电源(2)产生设定频率、幅值的电流，该电流流入感应加热头(3)的激励线圈(3a)，使激励线圈(3a)正对的车轮(12)踏面部位产生涡流并发热；同时开启热成像仪(4)，由热成像仪(4)对激励线圈(3a)正对的车轮(12)踏面部位进行热成像拍摄；并将拍摄到的热图像实时传输给数据处理与控制单元(9)；

D、当车轮(12)稳定转动一圈以上后，数据处理与控制单元(9)通过变频器(8a)控制双轴电机(8)停止转动，并控制高频感应电源(2)及感应加热头(3)停止工作，同时关闭热成像仪(4)；

E、数据处理与控制单元(9)根据编码器(7)传送来的从动轮(10)的转动角度，计算出车轮(12)的转动角度，并将车轮(12)的转动角度与热成像仪(4)传输来的热图像，进行同步匹配线扫描拼接处理，即得到整个车轮(12)踏面的热成像图；进而完成对车轮(12)踏面裂纹的脉冲涡流热成像检测。