鋼軌超聲波高速探傷

2018-8-18鋼軌超聲波高速探傷系統(tǒng)設(shè)計《檢測技術(shù)》課程設(shè)計說明書同組成員：劉言5040309901游宇5040309297劉祖良5040309285胡晟5040309165呂吉50403092882007年6月2018-8-18目錄TOC\o"1-5"\h\z.設(shè)計題目 1.設(shè)計目的 .-..3 ..設(shè)計要求 ...3 ..設(shè)計背景 .…4…….技術(shù)原理 : ::. 9 .基本設(shè)計過程 11 .探頭的設(shè)計 11 ...探傷系統(tǒng)的設(shè)計 15 ....探傷小車的設(shè)計 ...18 ....探傷車組的設(shè)計 ... 22 .其他 .24 ??….高速探傷車的關(guān)鍵技術(shù) ：25?.設(shè)計總結(jié) .:27--.參考書目 :: .292018-8-18鋼軌超聲波高速探傷設(shè)計說明書【設(shè)計目的】我國鐵路運(yùn)輸繁忙，列車運(yùn)行間隔只有十幾分鐘，同時，運(yùn)營線路近七萬公里，線路狀況較差，超期服役鋼軌數(shù)量很大，鋼軌傷損發(fā)生率高。為了保障鐵路運(yùn)輸安全，目前檢測鋼軌內(nèi)部缺陷的主要設(shè)備為小型鋼軌超聲探傷儀，由人工進(jìn)行鋼軌傷損的檢測。為防止、監(jiān)測傷損的發(fā)生、發(fā)展，平均每年每條線路檢測需十遍以上，總檢測里程近一百萬公里，全線有近萬名專職鋼軌探傷人員負(fù)責(zé)鋼軌內(nèi)部傷損的檢測。隨著中國鐵路的第三次提速，使鐵路對于能在現(xiàn)有魚尾板聯(lián)結(jié)線路上完成高速探傷的設(shè)備需求日益迫切，研究開發(fā)鋼軌高速探傷車，使其在檢測時不影響鐵路正常運(yùn)營，對鐵路運(yùn)輸業(yè)具有重要的意義。試設(shè)計鋼軌探傷系統(tǒng)。【設(shè)計要求】(1)以5人左右的小組為單位，注意發(fā)揮集體的力量。對問題的討論務(wù)必注意敘述的清晰性、嚴(yán)謹(jǐn)性。(2)最后的結(jié)果必須以Word文檔和PowerPoint文檔提交，每組只提交一份文檔即可。注意，文件的格式、圖表的美觀將作為評價的一部分。其中圖必須采用MicrosoftVisio描畫。(3)每組在班級作10-15分鐘交流。2018-8-18（4）可以進(jìn)行自由選題，問題可超出教師擬定的問題之外。【設(shè)計背景】鋼軌和鋼軌傷損一.鋼軌的作用和分類（一）鋼軌的作用：鋼軌是軌道結(jié)構(gòu)的重要部件，主要作用是支持并引導(dǎo)機(jī)車車輛的車輪，直接承受來自車輪的載荷和沖擊，并將其傳布于軌枕和扣件。在自動閉塞區(qū)段，鋼軌成為信號電流的導(dǎo)體，起到軌道電路的作用。在電氣化區(qū)段，鋼軌還起到牽引電流的回流導(dǎo)線。（二）鋼軌的分類目前我國定型鋼軌分類如下：a）按鋼軌成份分：普碳鋼:U71、U74和U71Cu等合金鋼：U71Mn、U70MnSi和U70MnSiCu等b）按鋼軌重量分：38kg/m;43kg/m;50kg/m;60kg/m（主要線路使用）；75kg/m（主要線路使用）。c）按鋼軌長度分：2018-8-1812.5m、25m以及超長無縫鋼軌二.鋼軌的性能和成分（一）鋼軌的性能.機(jī)械性能主要包括：強(qiáng)度，塑性，硬度，韌性，疲勞.綜合性能在列車行駛下的抗壓性，耐磨性，抗剝離，抗磨擦，抗疲勞,耐腐蝕，可焊接性。（二）鋼軌的成分主要成分：鋼和碳；有益成分：鎰、銅、鈕、鈦等；有害成分：硫、磷、氧、氫等。三.鋼軌傷損和形成原因共分五大類：.鋼軌核傷（危害最大的傷損，也是探傷的主要項(xiàng)目）白枝黑持白枝黑持.鋼軌接頭傷損

2018-8-182018-8-18.鋼軌水平和縱向裂紋.鋼軌軌底裂紋.鋼軌焊接接頭傷損（附：核傷形成的主要原因是鋼軌本身存在白點(diǎn)、氣泡、非金屬雜質(zhì)或嚴(yán)重偏折等缺陷。在列車動載荷的重復(fù)作用下，使這些微細(xì)疲勞源逐步擴(kuò)展而形成斑痕，通常稱為白核。當(dāng)白核發(fā)展至軌面，疲勞斑痕受氧化，逐步發(fā)展成為黑核。除材質(zhì)因素外還有下列原因：a）接觸疲勞形成的核傷b）軌面剝離形成的核傷a）接觸疲勞形成的核傷b）軌面剝離形成的核傷c）魚鱗破損形成的核傷d）擦傷焊補(bǔ)形成的核傷等等原因。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)核傷面積占軌頭5%~10%，靜力強(qiáng)度只有正常鋼軌的16%~40%;當(dāng)占10%~15%時，疲勞強(qiáng)度下降90%以上；當(dāng)占20%~30%時將發(fā)生斷軌。由此可見，核傷是鋼軌傷損中最為嚴(yán)重的項(xiàng)目，因此也就成為探傷中最重要的項(xiàng)目。其他種類傷損形成原因及危害此處略，詳見《鋼軌探傷工》P135）2018-8-182018-8-18四.無損檢測簡介.無損檢測的定義無損檢測是一門綜合性的應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，它是在不改變或不影響被檢對象使用性能的前提下，檢驗(yàn)和分析材料、零件和構(gòu)件的一種非破壞性檢測方法。.無損檢測的特點(diǎn)a）不破壞被檢對象；b）可實(shí)現(xiàn)100%的檢驗(yàn)；c）發(fā)現(xiàn)缺陷并作做出質(zhì)量評估；d）可對缺陷成因及發(fā)展規(guī)律做出判斷；e）對關(guān)鍵部件和部位在運(yùn)行中作定期檢查，甚至長期監(jiān)控，以保障運(yùn)行安全。.無損檢測的方法X光探傷儀T.射線探傷（RT）X光探傷儀T.磁粉探傷（MT）;.滲透探傷（PT）;.渦流探傷（ET）;.超聲探傷（UT）;r磁粉探傷儀.計算機(jī)斷層成像技術(shù)（CT）

r磁粉探傷儀2018-8-18四.五種主要探傷方法比較射線超聲磁粉渦流滲透典型應(yīng)用鑄件，焊件鑄、鍛焊件和鑄、鍛、焊、棒、線、管材各種工件板材沖壓件探出缺陷表面、內(nèi)部表面、內(nèi)部表面附近表面附近表面判傷方法照相底片或熒回波信號分觀察磁痕儀表指標(biāo)報直接觀察光觀察析警靈敏度1.25%高7u以上裂痕20u以上裂稍低于磁粉痕主要設(shè)備X光機(jī)，r射線超聲波探傷磁粉探傷器渦流探傷儀紫外光燈源儀優(yōu)點(diǎn)不受形狀限制、適用范圍廣，直觀、速度速度快，方不受工件限永久保存記錄靈活、價廉，快、方便、價便、低廉、易制、/、需專門適用性強(qiáng)廉自動化設(shè)備，費(fèi)用低廉缺點(diǎn)費(fèi)用高、設(shè)備笨表面要求高、不能探測非缺陷/、直觀、只能發(fā)現(xiàn)露重、工件厚度受形狀受限、不磁性設(shè)備、不有邊緣效應(yīng)、出表面的缺限制、對人體有直觀、不定能發(fā)現(xiàn)內(nèi)部對點(diǎn)狀缺陷陷、紫外線和傷害量、不能永久缺陷、難于確不敏感某些溶劑對保留定缺陷深度人體有害2018-8-18五.我國超聲波探傷的發(fā)展1954年：引進(jìn)瑞士MATISA設(shè)備1969年：上海無線電22廠研制首臺A型脈沖反射式鋼軌探傷儀(JGT-1型)1993年：頒發(fā)探傷國家標(biāo)準(zhǔn)(TB/T2340——2000)【技術(shù)原理】超聲波探傷原理：超聲波是指頻率為超過20kHz的聲波，探傷利用了其三個特性：發(fā)射特性：當(dāng)超聲波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)的時候會發(fā)生反射，當(dāng)介質(zhì)密度相差懸殊時，聲波幾乎完全反射回來。衰減特性：在傳播過程中，由于受到介質(zhì)或者雜志的阻礙，強(qiáng)度會產(chǎn)生衰減。聲速特性：在同樣條件下，其在同一介質(zhì)中傳播速度為常數(shù)，這是進(jìn)行測量的基礎(chǔ)。對鋼軌進(jìn)行探傷基本原理是利用聲波在不同介質(zhì)中的傳播特性，用200kHz的聲波射人鋼軌中，當(dāng)遇到鋼軌損傷時，根據(jù)反射回來的信號，即可判斷傷痕的大小及位置。在探傷儀上安裝有不同角度的探頭，分別檢查不同部位的損傷。如70度角探頭。用來發(fā)現(xiàn)軌頭內(nèi)的核傷或橫裂，35~45度角探頭可探軌腰及螺栓孔損傷，垂直探頭發(fā)射縱波，可探軌頭軌腰軌底的水平裂紋、縱裂紋。采用脈沖反射法，根據(jù)反射脈沖信號幅度及其在熒光屏上顯示的

位置來判斷缺陷的方法，稱為脈沖反射法。它是超聲波探傷中應(yīng)用最第10頁廣泛的方法。脈沖反射法探傷原理5）有小缺陷 有大缺陷第10頁廣泛的方法。脈沖反射法探傷原理5）有小缺陷 有大缺陷2018-8-18脈沖反射法的優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣，探傷靈敏度高，缺陷定位正確,操作方便。缺點(diǎn)是反射波受缺陷取向影響，超聲波在傳播過程中衰減大，對近表面的探測能力差。超聲波脈沖探傷方法的分類方法：（如圖）探飭方法

超聲波脈沖L單探頭法產(chǎn)波法：內(nèi)部缺陷，夾層粘接部位探傷探飭方法

超聲波脈沖L單探頭法產(chǎn)波法：內(nèi)部缺陷，夾層粘接部位探傷.占住半橫波法，焊縫,板管材等探傷. "「且按法表面波法3表面缺陷探傷L板波法.薄板、管材探傷，L水浸法——規(guī)則性工件的自動化探傷.s,「反射法，近跑離的缺陷探測L雙探頭法 ,L穿透法.衰減大的工件探飭第11第11頁2018-8-18探頭對于這種缺陷的反應(yīng)分析:MJ二小……集分布池—J 1歌眼…一…

相.一理熔-怵怵』口供饋MJ二小……集分布池—J 1歌眼…一…

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i或一成一-低-低nHHi乳各種缺陷性質(zhì)的分析【基本設(shè)計過程】一.探頭的設(shè)計目前探頭的主要形式有兩種：輪式探頭與滑靴式探頭。.輪式探頭，輪子由透聲樹脂材料制作，內(nèi)充透聲液，軸上裝固定探頭。一般有三個探頭芯，向鋼軌發(fā)射三種不同方向和不同波型的超聲波。探傷時，輪胎隨車運(yùn)動而轉(zhuǎn)動，而其中的探頭芯不動，以保持聲波的發(fā)射和接收方向不變。

2018-8-18第122018-8-18第12頁.滑靴式探頭，有探頭芯和撬板組合而成（介紹略）。早期探傷車由輪式探頭為主，但因?yàn)楫?dāng)時探頭設(shè)計和制作技術(shù)比較落后，適應(yīng)性差，曾經(jīng)一度使滑靴式探頭占了上風(fēng)。最近十幾年，輪式探頭質(zhì)量明顯提高，所以輪式探頭又逐漸成了主流方向。我國鐵路的現(xiàn)狀，以有縫線路為主，即使在無縫線路，由于焊接質(zhì)量和波浪磨損嚴(yán)重，使用滑靴式探頭是不合適的，主要有以下幾個原因：不容易實(shí)現(xiàn)良好的耦合滑靴式儲水腔是開放的，遇到鋼軌磨耗、接縫等情況時必然會引起耦合水的流失，在儲水腔重新充滿之前，聲波將無法進(jìn)入鋼軌中，因而無法進(jìn)行探傷。輪式探頭的情況則有所不同，由于輪胎是柔軟的，耦合水只需浸濕軌面即可，因而可以實(shí)現(xiàn)良好的聲耦合。

第13第13頁2018-8-18易產(chǎn)生水泡在探頭與鋼軌之間的水層中間含有水泡時，超聲波會發(fā)生強(qiáng)烈的散射衰減，使射入鋼軌中的聲能減弱并產(chǎn)生大量的水泡干擾波。尤其是那些非常細(xì)小、但極密的水泡會附著在探頭的保護(hù)膜上，阻隔聲波的發(fā)射，甚至?xí)?dǎo)致0探頭的底波消失過鋼軌接頭困難在鋼軌接頭處，兩根鋼軌之間通常存在縫隙和高差，滑靴式探頭過接頭時會出現(xiàn)以下幾種情況：a.出現(xiàn)振動以至探頭顛覆一一因?yàn)榛ナ教筋^是剛性結(jié)構(gòu)b.耦合水流失一一由接縫引起c.探頭翹起一一由高低接頭引起過道岔困難道岔的有害空間少則一百多毫米，多則數(shù)百毫米。對于滑靴長度小于此尺寸的滑靴探頭，過道岔時會直接調(diào)入道岔的有害空間中。為了不至于發(fā)生此類毀壞探頭的事件，采用滑靴式探頭的探傷車，每次過道岔時都要將探頭提起；這給探傷車操縱者造成很大的困難，并且也不能完全杜絕這類事件的發(fā)生。如果加長滑靴的長度，又會帶來其它副作用。用水量大道岔的有害空間少則一百多毫米，多則數(shù)百毫米。對于滑靴長度小于此尺寸的滑靴探頭，過道岔時會直接調(diào)入道岔的有害空間中。為了不至于發(fā)生此類毀壞探頭的事件，采用滑靴式

第14第14頁探頭的探傷車，每次過道岔時都要將探頭提起；這給探傷車操縱者造成很大的困難，并且也不能完全杜絕這類事件的發(fā)生。如果加長滑靴的長度，又會帶來其它副作用。圖9-R北.蘆束在鋼憤中的覆黃瓜圖9-R北.蘆束在鋼憤中的覆黃瓜1一再避中心紐建一的■?丁,：!一軟陶惻川譏中心石一物外拓.輪式探頭結(jié)構(gòu)示意圖在現(xiàn)實(shí)使用中，根據(jù)鋼軌探傷的需要，探傷儀一般配有 7038,38+0,45等幾種組合，各探頭的組合排列形式，可以根1）有1）有路 采 用38

第15頁2018-8-18插座編號及通道第15頁2018-8-18插座編號及通道前38后70。（外）前70°（內(nèi)）2）無縫線路采用45700探頭二.探傷系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)原理框圖如圖1：圖I 探飭的神施源到國鋼軌探傷檢測系統(tǒng)主要由探頭、超聲收發(fā)裝置、探頭伺服控制

第16第16頁系統(tǒng)、探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、損傷分析系統(tǒng)、耦合液噴淋系統(tǒng)、主控計算機(jī)以及外設(shè)等組成。探頭里裝有超聲換能器，通過超聲發(fā)射電路使換能器按定頻率發(fā)射超聲波。探傷時，耦合液噴淋裝置在探頭和鋼軌之間噴灑耦合液，保證探頭與鋼軌耦合良好。使超聲波束大部分能量能傳入鋼軌內(nèi)。如無損傷存在，波束到達(dá)鋼軌底面后依原路返回探頭，得到底波。如有損傷，則在底波前出現(xiàn)一個損傷波，而底波峰值降低或消失。超聲回波信號經(jīng)超聲接受裝置放大、濾波及電平轉(zhuǎn)換后送入高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)按規(guī)定格式記錄下回波信號的波程、峰值及脈沖重復(fù)周期的序號，形成數(shù)據(jù)文件送人損傷分析系統(tǒng)。損傷分析系統(tǒng)判斷出有無損傷并描繪出鋼軌傷損圖，當(dāng)探測出有損傷時會自動報警。超聲探傷儀的種類（按缺陷的顯示分）A型：脈沖反射式（通常說的超聲探傷儀，使用最普遍），可以確定缺陷深度和大小；B型：可以顯示探頭下方工件的缺陷分布和離探頭側(cè)面的深度，獲得橫截面圖象（當(dāng)今主流方向）；C型：可以顯示工件縱截面圖象。除上述三種以外，還有D型顯示、超聲全息成像顯示以及ALOK成像顯示等多種顯示。從目前的應(yīng)用看來，B型掃描方式的實(shí)時鋼軌超聲圖形顯示方

第17第17頁式成為潮流，操作人員監(jiān)視直觀，比較方便，利用計算機(jī)支持的高分辨率彩色顯示器可以完成鋼軌B掃描圖形顯示。示波管示數(shù)自激振蕩

電路500V70V14倍壓整流器3倍壓整流器整流濾波2倍壓整流濾波\7主頻同步信號

（變流器）變流器輸入200V200V整流濾波變流器原理框圖倍壓整流五路開關(guān)信號五路微分電路發(fā)射系統(tǒng)電路框圖五路可控硅發(fā)射電路五路探頭發(fā)射晶片部分電路示意圖:

示波管示數(shù)自激振蕩

電路500V70V14倍壓整流器3倍壓整流器整流濾波2倍壓整流濾波\7主頻同步信號

（變流器）變流器輸入200V200V整流濾波變流器原理框圖倍壓整流五路開關(guān)信號五路微分電路發(fā)射系統(tǒng)電路框圖五路可控硅發(fā)射電路五路探頭發(fā)射晶片第18頁2018-8-18-NV中今中i五路回波信號增輝信號五路同步信號五路細(xì)衰減和粗衰減器I五路前置放大器五路粗衰減器五路電子開關(guān)增益控

制距離補(bǔ)償控制第18頁2018-8-18-NV中今中i五路回波信號增輝信號五路同步信號五路細(xì)衰減和粗衰減器I五路前置放大器五路粗衰減器五路電子開關(guān)增益控

制距離補(bǔ)償控制示波器掃描閘門信號報警閘門控制公共放大通道報警數(shù)現(xiàn)電路接受系統(tǒng)電路框圖三.探傷小車的設(shè)計從目前商業(yè)運(yùn)用的鋼軌探傷車結(jié)構(gòu)來看，均采用探傷小車作為探傷裝置的載運(yùn)工具，且將探傷小車安裝在鋼軌探傷車的中部底架上。所以探傷小車是一種為鋼軌探傷車的超聲波探頭和對中伺服系統(tǒng)提供安裝基礎(chǔ)的走行裝置。鋼軌探傷小車的設(shè)計必須達(dá)到下列目標(biāo)：①不脫軌、不傾覆、不失穩(wěn)；②運(yùn)行平穩(wěn)；③順利通過曲線；④各零部件需要滿足強(qiáng)度要求；⑤兼顧性能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)三者協(xié)調(diào)；⑥在滿足性能要求的條件下，結(jié)構(gòu)盡可能簡單，便于制造和維修，主要零部件應(yīng)立足于國內(nèi)生產(chǎn)制造；⑦探傷小車抬起鎖緊后應(yīng)滿足車輛限界要求；⑧滿足探傷超聲傳感器和對中伺服系統(tǒng)的安裝要求；⑨應(yīng)保證在直線段以80km/h速度以下運(yùn)行的安全性，在半徑大于350m的曲線段和直線道岔區(qū)段

第19第19頁圖“雙導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)I?雙導(dǎo)向輪；2一輪探頭口圖“雙導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)I?雙導(dǎo)向輪；2一輪探頭口第20頁2018-8-18第20頁2018-8-18導(dǎo)向輪簡圖主要特點(diǎn):.雙導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)使用了雙導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)（參考美國 RailsCompany生產(chǎn)的RAILRoadTrackCarts小車設(shè)計）。雙導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)通過道岔時，循跡導(dǎo)向性好。前一個導(dǎo)向輪過軌縫時因后導(dǎo)向輪與軌面支撐不會中心位置下降，避免產(chǎn)生跳動。ffl[6探頭伺服對中系統(tǒng)ffl[6探頭伺服對中系統(tǒng)1—電機(jī)；2—軸承座；3一滾珠絲杠。.探頭伺服對中系統(tǒng)

第21第21頁探頭伺服對中由對中傳感器、步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲杠、左右軸承座組成。兩組傳動系統(tǒng)固定在兩層基座上，低層傳動系統(tǒng)控制一側(cè)輪探頭，上層傳動系統(tǒng)固定在下層的軸承座上，控制另一側(cè)輪探頭。優(yōu)點(diǎn)是列車直線行駛時，軌距保持不變，只用低層傳動系統(tǒng)就可以同時兩側(cè)輪探頭達(dá)到伺服對中的要求。.絕緣方式測試中發(fā)現(xiàn)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器產(chǎn)生的高頻干擾通過傳動系統(tǒng)進(jìn)人輪探頭測試信號中，需要采用絕緣聯(lián)軸器連接步進(jìn)電機(jī)與絲杠副，電機(jī)與電機(jī)座由絕緣板過渡連接，使伺服電機(jī)與絲杠之間絕緣整體小車。.探頭升降裝置探頭升降采用氣缸裝置。由于結(jié)構(gòu)空間的限制，采用氣缸同向固定，杠桿收縮時壓緊輪探頭，頂出時抬起輪探頭，抬起力大于壓緊力，在壓緊出氣端設(shè)有節(jié)流閥調(diào)速。.斜拉桿在壓緊接頭旁邊固定另外一個接頭，通過兩端桿端關(guān)節(jié)軸承連接拉桿與中心導(dǎo)向軸基座側(cè)面的固定接頭。拉桿兩端的桿端關(guān)節(jié)軸承螺紋為左右旋，轉(zhuǎn)動拉桿，可以調(diào)整拉力。4根對稱分布的拉桿，消除了前后側(cè)向力不同時對小車形狀的影響。充分考慮小車對于軌道方向不平順及軌道高低不平順的通過性能，也保證了小車高速通過彎道的平穩(wěn)性。

2018-8-18第222018-8-18第22頁斜拉桿結(jié)構(gòu)圖相關(guān)技術(shù)指標(biāo)：行駛最高速度：80km/h;安裝輪探頭數(shù)量：4個；導(dǎo)向裝置：8只導(dǎo)向輪；耦合液噴淋裝置：8個；車體質(zhì)量：不大于400公斤本小車設(shè)計安裝在車體下部中間區(qū)域。根據(jù)北京鐵路局對同類設(shè)計小車車體的試驗(yàn)，結(jié)果如下：2000年12月18日第三次在東郊環(huán)行線正線進(jìn)行了最高時速達(dá)85km小車運(yùn)行試驗(yàn)，整體小車運(yùn)行平穩(wěn)，安全通過道岔、道口、彎道等情況證明小車設(shè)計合理，安全可靠。

第23第23頁四.探傷車組的設(shè)計鋼軌探傷車是能同時對鐵路兩根鋼軌進(jìn)行探測并能分析、處理和記錄結(jié)果的自運(yùn)行的大型探傷設(shè)備。探傷車有以下幾種：按車體配備：.單節(jié)車體（例如美國PJT公司的SYS-1000探傷車）；.多節(jié)車體（例如我國寶雞機(jī)械廠的GTC-3型探傷車）；按信號處理方式：.膠片記錄（早期使用）；.計算機(jī)實(shí)時處理（可以實(shí)時處理、實(shí)時判傷，主流方向）按探頭形式分：.滑靴式（早期曾有一段時間占據(jù)主流地位）牽引生活車.輪式（現(xiàn)在已經(jīng)普遍使用）

牽引生活車第24第24頁檢測車總體看來，采用兩節(jié)車輛的編組車組比較合適，前面一節(jié)為牽引車并且提供全體動力，后面一節(jié)為檢測車以及生活設(shè)施載車。動力部分、檢測部分設(shè)置在不同的車體上，避免了相互干擾和影響。機(jī)械子系統(tǒng)由探傷小車、液壓系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)、柴油系統(tǒng)和噴漆標(biāo)記系統(tǒng)等組成。其功能為：在探測線路上進(jìn)行探傷時支持和控制輪探頭，通過輪探頭向計算機(jī)及電子子系統(tǒng)發(fā)送信號。探傷小車用于安裝輪探頭，采集和傳遞信息；液壓系統(tǒng)用于控制探傷小車的升降、探輪的水平位移和左右傾斜等；空氣系統(tǒng)用于控制探傷小車擴(kuò)展風(fēng)缸調(diào)整支撐輪的軌距、探傷小車的鎖定、編碼器的升降、空氣彈簧及噴漆標(biāo)記系統(tǒng)等；水系統(tǒng)用于探傷作業(yè)時給探輪供水以傳遞超聲波信號，給車輪供水以消除噪聲；柴油系統(tǒng)用于當(dāng)線路上鋼軌銹蝕或油污較重時代替水作為偶合劑；噴漆標(biāo)記系統(tǒng)用于對鋼軌傷損處自動噴涂標(biāo)記。五.其他1）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)即使是從最完善的探傷系統(tǒng)來的信號，也還會有大量的假象信號、固定信號等無用信號與缺陷信號混雜在一起。計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，要把這些信號進(jìn)行去偽存真，去粗取精的分析處理。以達(dá)到正確判傷的目的。2）軟件

第25第25頁在回波中，不僅僅有正常反射體如端頭、螺孔等，也有可能是缺陷。所以我們需要高級傷損識別軟件的功能就是利用模式識別方法將各個通道信息匯總，勾畫出實(shí)際反射體的形狀，同數(shù)據(jù)庫中存有的缺陷數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而區(qū)分傷損與螺孔等?！靖咚偬絺嚨年P(guān)鍵技術(shù)】高速探傷車是一種先進(jìn)、精密、復(fù)雜的大型探傷設(shè)備。包括聲學(xué)、電子、機(jī)械、計算機(jī)和自動控制等多方面的知識和技術(shù)，有許多關(guān)鍵技術(shù)和客觀條件限制著探傷精度和探傷速度的提高。探傷精度和速度是一對矛盾，兩者互相制約，我們只能在一定的探傷精度下提高探傷速度。目前探傷精度是要求探出線度10mm左右的各種疲勞缺陷。探傷系統(tǒng)的高速化基本上有兩部分組成：.缺陷信號的檢出，主要由探測系統(tǒng)完成。.信號的分析和處理，主要由計算機(jī)系統(tǒng)來完成。1.探傷儀方面在身速探傷情況下，需要使用身重復(fù)頻率、身靈敏度和局穩(wěn)定性的探傷儀。重復(fù)頻率、車速和采樣間隔的關(guān)系為：FV(m/s)S(mm)其中：V——車速；S——采樣間隔；F——重復(fù)頻率如果要求采樣頻率為4mm時，則重復(fù)頻率為：S(mm)4444V(Km/h)10406080F(Hz)695277841675556第26頁2018-8-18在以前，重復(fù)頻率不是可以任意提高的，因?yàn)槌暡ǖ脑砩虾碗娐飞隙加幸恍├щy，這包括：(1)由于器件性能的限制，用可控硅發(fā)射器探傷儀，重復(fù)頻率提高到一定限度后，強(qiáng)度會降低。(2)幻象干擾問題：超聲波在工件內(nèi)反射、衰減需要一定長的時間，容易與后面的反射波在一起互相疊加，造成誤報?，F(xiàn)在，超聲波探頭的最高重復(fù)頻率上限已經(jīng)達(dá)到要求，而Dapco公司的RTS——1000系統(tǒng)也能自動地進(jìn)行對回波的分析和過濾。2.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)即時是最完善的探傷系統(tǒng)得信號，也會有大量的假信號、固定信號信號等無用信號與缺陷信號混雜在一起。計算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，要把這些信號進(jìn)行去偽存真、去粗取精的分析處理。超聲波鋼軌自動化探傷信息量為了分析超聲波回波，需要先進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，對數(shù)字化的超聲波信息采集一般通過“傷波”鑒別器過濾后超聲波信息的采集。利用“傷波”鑒別器設(shè)置一報警閘門，即只對一定閘門寬度內(nèi)超過“報警”高度的非正常回波進(jìn)行處理

第27第27頁以00通道為例，為了區(qū)別傷波和固定反射波（如螺孔和底面回波）至少要有處理四個回波的能力。對兩股鋼軌五個通道，每發(fā)射一次超聲波系統(tǒng)需要采集/處理：2（鋼軌數(shù)尸4（同波數(shù)）父2（聲程，幅度）父5=80個回波信息當(dāng)檢測速度為80Km/h時，檢測間隔4mm,則時間間隔為180毫秒，此時需要處理至少80個數(shù)據(jù)，系統(tǒng)至少需要2.25毫秒處理一個數(shù)據(jù)的能力。現(xiàn)在PC機(jī)已經(jīng)都已經(jīng)達(dá)到4G的主頻，其處理速度已經(jīng)滿足。信息處理系統(tǒng)的硬件一般采用專用的DSP芯片，系統(tǒng)由多級多路處理器組成。低層芯片處理數(shù)據(jù)，高層芯片處理顯示、輸入、輸出等工作。（2）處理速度：在探測速度為80Km/h、探測間隔為4mm情況下，數(shù)據(jù)率為440KB/S,這在以前需要一臺大型計算機(jī)才能完成，而現(xiàn)在普通的PC機(jī)已經(jīng)可以勝任?！驹O(shè)計總結(jié)】現(xiàn)今我國鐵路采用的時速40公里的探傷車，按實(shí)際略低的35公里時速檢測，每周作業(yè)3日，一年工作48周，則能檢測14000公里，按每月檢測一次的要求，全路大約需要54臺。如果將速度提升到80公里或者更高如120公里，會大大減少車輛數(shù)目、

第28第28頁提高工作效率。但是仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于我國現(xiàn)在的列車運(yùn)行速度，因此，為了保障鐵路運(yùn)輸?shù)男逝c安全，我們提出以下幾個方案：.在電器化鐵路區(qū)段，利用接觸網(wǎng)維修天窗時間進(jìn)行檢測。.封閉的高速鐵路區(qū)段，白天客車多，夜間客車少，利用夜間安排窗口時間進(jìn)行檢測。.跟在慢車后面進(jìn)行檢測。補(bǔ)充一點(diǎn)，大型鋼軌探傷車與目前使用的手工探傷車之間是相互補(bǔ)充的關(guān)系。目前，探傷車尚未在國內(nèi)大量裝備，主要依靠小車在探傷。在使用大型探傷車檢測間隔時，也需要小車進(jìn)行監(jiān)測。幾點(diǎn)建議：a）走引進(jìn)、消化吸收，逐步國產(chǎn)化的道路鋼軌探傷車是集聲、機(jī)、電及信息處理技術(shù)一體于一身，是當(dāng)代高科技產(chǎn)品。其中幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)我國尚無掌握，如:輪式探頭制作工藝，綜合可靠性