在軌輪對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)

摘要
這是一種超聲波實(shí)時(shí)輪對(duì)檢測(cè)方法，它是在一個(gè)互動(dòng)的環(huán)境下運(yùn)行，并提供用戶簡(jiǎn)便的操作，人機(jī)結(jié)合一致，在缺陷檢測(cè)的運(yùn)算速度方面是其他方法所不可達(dá)到的。該系統(tǒng)和方法可用于行駛中的車輪，以免干擾正常的列車運(yùn)行，其測(cè)試設(shè)備是通過(guò)注入車輪脈沖來(lái)檢測(cè)車輪在移動(dòng)中的不連續(xù)性造成的聲學(xué)反應(yīng)，其處理器還可以確定一個(gè)與車輪中斷相關(guān)的功能模式。


1 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明是有關(guān)實(shí)時(shí)超聲無(wú)損檢測(cè)系統(tǒng)和方法，更具體地說(shuō)，這是一種能提供實(shí)時(shí)軌道車輪超聲波探傷進(jìn)展的系統(tǒng)。

2 發(fā)明背景
如今，鐵路維修是運(yùn)輸行業(yè)面臨的最大問(wèn)題之一。據(jù)估計(jì)，有關(guān)軌道車輪裂紋年度成本至少是2400萬(wàn)美元，并且這種鐵路車輪裂紋問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。相對(duì)于軌道車輪其他故障，每年至少有5％以上的裂縫，另有消息來(lái)源稱這個(gè)數(shù)字估計(jì)有可能達(dá)到12％至15％。
有關(guān)軌道輪對(duì)的缺陷，主要的類型是熱裂紋，縱向分裂型邊緣裂縫和破碎型邊緣裂縫。熱裂紋，其中包括胎面及法蘭尖端裂紋，每年大約占8000到10000輪更換；而破碎型邊緣裂縫則可以多300到500輪更換。
如圖1所示，熱裂紋6發(fā)生在非典型輪上的胎面12和法蘭2，此外，還可以看見(jiàn)一個(gè)破碎的輪輞8和垂直裂縫10。
應(yīng)當(dāng)指出的是相比于其他目視檢查，雖然沒(méi)有技術(shù)支持但其已在當(dāng)今軌道車輪檢測(cè)中實(shí)施應(yīng)用。然而在此之前，聲學(xué)檢測(cè)技術(shù)已被證明是不可行的，一般僅限于表面的熱裂紋檢測(cè)。
最傳統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)是使用空氣混合激光超聲技術(shù)（LAHUT）的聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，它是一種非接觸式系統(tǒng)。
現(xiàn)在我們需要的是一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)，一個(gè)能夠可靠地檢測(cè)正在運(yùn)行過(guò)程中的列車輪對(duì)缺陷的系統(tǒng)。

3 發(fā)明概要
工作重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)一個(gè)能檢測(cè)正在行駛中的車輛輪對(duì)裂縫的自動(dòng)超聲檢測(cè)系統(tǒng)，并能適于輪軌檢測(cè)應(yīng)用。該系統(tǒng)采用超聲波檢查，或目視檢查。
該系統(tǒng)最適于檢測(cè)的車輛運(yùn)行速度為每小時(shí)5至8英里，即此系統(tǒng)能夠檢測(cè)的輪對(duì)的運(yùn)行速度的上限和下限都需在給定的速度范圍內(nèi)。另外，如果使用的話，此范圍外的輪28”至42”輪可以被檢測(cè)，則可以使用相同的分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可檢測(cè)粉碎直徑為0.5或更小的但有更大的邊緣缺陷能被檢測(cè)到的邊緣缺陷。至少長(zhǎng)0.5深0.031或更大的胎面熱疲勞裂紋才是疲勞裂紋檢測(cè)的最佳尺寸。但是，較小的熱疲勞裂紋可以被檢測(cè)出來(lái)。最后，法蘭熱裂紋長(zhǎng)度小于0.25至0.062的可以檢測(cè)到。