專利名稱：鋼軌探傷儀和應(yīng)用該鋼軌探傷儀的鋼軌探傷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼軌探傷儀和應(yīng)用該鋼軌探傷儀的鋼軌探傷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，我國進(jìn)行鋼軌探傷主要有兩種方式一種是使用B超的從國外進(jìn)口的大型探傷車，另外一種是使用A超的小型人工探傷車。大型探傷車不僅價格昂貴，而且不適應(yīng)中國國情。例如，天氣太冷時，因為需要用酒精當(dāng)耦合劑，而酒精是危險品，所以大型探傷車不能使用。另外我國鐵路運輸繁忙，在很多路段也騰不出時間給大型探傷車上道探傷。大型探傷車還存在定位不準(zhǔn)等問題。而小型探傷車可以精確定位傷損、上下道靈活、天冷天熱都可以進(jìn)行探傷，比較適合中國的國情。所以，在我國，主要還是以人工的小型探傷車為主。但是現(xiàn)在國內(nèi)使用的小型人工探傷車主要使用A超的模擬探傷儀進(jìn)行探傷。A超探傷速度慢，對探傷工的判傷水平要求高，而且因為是模擬機，不能實施計算機管理、波形儲存、全程記錄等功能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決目前鋼軌探傷儀存在的上述價格昂貴、漏檢率高、檢測數(shù)據(jù)不易于儲存等缺陷，本發(fā)明提供一種鋼軌探傷儀，本發(fā)明還提供應(yīng)用該鋼軌探傷儀的鋼軌探傷系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種鋼軌探傷儀，包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、信息顯示裝置和數(shù)據(jù)存儲裝置。
所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括一個光電輪和至少三個超聲波探頭，光電輪采集鋼軌的位置信息，超聲波探頭探測鋼軌的狀態(tài)信息，傳輸給數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)處理裝置，對數(shù)據(jù)采集裝置傳輸來的鋼軌位置和鋼軌狀態(tài)信息進(jìn)行整合，計算出A超和B超圖形；信息顯示裝置，將數(shù)據(jù)處理裝置計算出的A超波形和B超圖形顯示在顯示器上；
數(shù)據(jù)存儲裝置，將數(shù)據(jù)處理裝置計算出的A超波形、B超圖形和鋼軌探傷儀的探傷作業(yè)信息進(jìn)行存儲。
所述的光電輪由中空的光柵圓盤、三組發(fā)光器與光電管和相應(yīng)的處理電路組成。三組發(fā)光器與光電管分別對應(yīng)呈三角形或圓弧形排列于光柵圓盤的兩側(cè)。
所述的超聲波探頭分別為與鋼軌呈70度、37度和0度探頭。
所述的處理電路是指脈沖波形整形電路，將光電管產(chǎn)生的不規(guī)則電脈沖經(jīng)過整形和放大送入單片機處理。
作為優(yōu)化方案，本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀的數(shù)據(jù)處理裝置選用高速單片機。
作為優(yōu)化方案，本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀的信息顯示裝置選用彩色寬溫液晶顯示屏。
作為優(yōu)化方案，本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀的數(shù)據(jù)存儲裝置選用大容量Flash存儲芯片。這種芯片的容量巨大，可以儲存在一天探傷時間內(nèi)所采集的A超、B超、B超全程和管理數(shù)據(jù)，探傷工僅需要在一天工作結(jié)束以后下載一次就可以了。
作為優(yōu)化方案，本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀上帶有USB數(shù)據(jù)傳輸接口，用來和個人電腦進(jìn)行通訊，所采集的各種數(shù)據(jù)上通過U盤傳到個人電腦中備案和處理。
作為優(yōu)化方案，本發(fā)明在產(chǎn)生A超報警的同時，也產(chǎn)生B超報警，和A超的即時報警不同，B超報警是一種事后報警，它是在探傷儀探測一段鋼軌以后，對這段鋼軌的反射波的綜合表示，它比A超報警更加準(zhǔn)確，探傷工更容易分辯傷損和各種雜波。
作為優(yōu)化方案，本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀彩色液晶顯示屏的屏幕分成若干部分，分別表示B超圖形和探傷相關(guān)參數(shù)。
作為優(yōu)化方案，本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀彩色液晶顯示屏的屏幕分成三部分，分別表示70度、37度和0度探頭所檢測的鋼軌信息。
本發(fā)明還提供一種利用所提供的鋼軌探傷儀對鋼軌進(jìn)行探傷的鋼軌探傷系統(tǒng)，由本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成。
所述的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括。
1.數(shù)據(jù)采集模塊，對光電輪所采集的鋼軌位置和每個超聲波探頭所探測的鋼軌狀態(tài)信息進(jìn)行匯總，傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。
2.數(shù)據(jù)處理模塊，對數(shù)據(jù)采集模塊傳輸來的鋼軌位置和鋼軌狀態(tài)信息進(jìn)行整合，計算出A超和B超圖形。
3.信息顯示模塊，將數(shù)據(jù)處理模塊計算出的A超波形和B超圖形在不同的位置以不同的顏色顯示在彩色顯示器上。
4.數(shù)據(jù)存儲模塊，將數(shù)據(jù)處理模塊計算出的A超波形、B超圖形和鋼軌探傷儀的探傷作業(yè)信息進(jìn)行存儲。
5.數(shù)據(jù)分析模塊，對數(shù)據(jù)存儲模塊所存儲的數(shù)據(jù)和鋼軌探傷儀的探傷作業(yè)信息進(jìn)行分析，生成探傷報告。
本發(fā)明所提供鋼軌探傷系統(tǒng)的使用方法如下1.光電輪每轉(zhuǎn)一段距離就發(fā)出一個脈沖提供給數(shù)據(jù)采集模塊，超聲波探頭采集的信息也傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將兩者整合后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。
2.數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)光電輪提供的脈沖信號判斷探傷車行走的速度及方向、位置并結(jié)合超聲波探頭所提供的信息生成A超和B超圖形。
3.信息顯示模塊將數(shù)據(jù)處理模塊計算出的A超波形和B超圖形以不同的顏色顯示在彩色顯示器上。
4.數(shù)據(jù)存儲模塊對探傷所使用的探傷參數(shù)和行走速度、電壓、開關(guān)機時間、里程、耦合度、是否超速等管理數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，并根據(jù)探傷工的需求，將A超或B超波形存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊。
5.數(shù)據(jù)分析模塊接收數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的數(shù)據(jù)信息并對其進(jìn)行如下分析探傷管理通過探傷工記錄的B超圖形或A超波形對當(dāng)天所發(fā)現(xiàn)的鐵軌損傷進(jìn)行校對；對探傷儀所采集的管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，例如超速管理，判斷探傷工是否探傷超速，超速的位置與長度，行走的速度以及開關(guān)機時間統(tǒng)計等。
B超全程記錄分析對探傷儀存儲的全程B超記錄進(jìn)行分析，對鋼軌進(jìn)行二次探傷。實踐證明由于人的聽覺因素、反應(yīng)因素和野外因素，在外探傷存在著大量的漏檢現(xiàn)象，這些漏檢的損傷就可以通過在個人電腦上的智能判傷系統(tǒng)來進(jìn)行捕捉。
B超全程記錄存檔每天所采集的B超全程記錄可以根據(jù)探傷儀的序列號以及日期在個人電腦上存檔，供日后的查詢之用。如果發(fā)生斷軌，可以對全程記錄進(jìn)行查詢，以確認(rèn)或免除探傷工的責(zé)任。
探傷報表對一段時間產(chǎn)生的探傷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計并產(chǎn)生各種報表，例如年報，月報，周報等供管理層進(jìn)行分析管理。
探傷報告對已經(jīng)確認(rèn)的鋼軌傷損產(chǎn)生相應(yīng)的B超或A超報告本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀和應(yīng)用該探傷儀的鋼軌探傷系統(tǒng)所實現(xiàn)的有益效果如下本發(fā)明所提供鋼軌探傷儀使用的光電輪不僅可以用來判定速度，而且可以判斷方向，判定結(jié)果精確到2.8mm。本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀的存儲芯片容量大，而且通過探傷儀的USB數(shù)據(jù)傳輸接口，方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)的下載和轉(zhuǎn)移。本發(fā)明所提供的鋼軌探傷儀同時具有B超探傷與A超探傷功能，探傷工可以使用B超來快速發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)傷損，用A超來觀察和調(diào)整探傷靈敏度。
A超所顯示的是每次超聲波發(fā)射后產(chǎn)生的回波的波形，它的橫坐標(biāo)表示超聲波的聲程，縱坐標(biāo)表示回波的強度。A超的優(yōu)點是可以顯示回波的強度，但是它每次只能顯示一次發(fā)射的結(jié)果。B超是在A超的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。B超綜合了成百上千次A超的發(fā)射結(jié)果，通過單片機計算了每次反射點的位置，直接在液晶屏上畫出反射物的形狀和大小。根據(jù)B超圖形，探傷工可以迅速判斷傷損的位置，性質(zhì)和大小。另外由于B超圖像是綜合了大量A超波形的結(jié)果，在綜合的過程之中也過濾了大量的無用信息，這樣也適合儲存記錄，特別是使得B超全程記錄成為可能。
過去的探傷方法主要是靠探傷工現(xiàn)場探傷、判傷。因為是野外作業(yè)，受工作條件、探傷時間、人的能力等的局限，存在著大量的漏檢現(xiàn)象。而B超全程記錄則從根本上改變了這一點。通過在室內(nèi)對全程記錄進(jìn)行分析可以找到大量現(xiàn)場漏檢的傷損。


圖1鋼軌探傷系統(tǒng)示意圖；圖2數(shù)據(jù)分析流程圖；圖3用于鋼軌探傷儀的新型光電輪的整體視圖；
圖4用于鋼軌探傷儀的新型光電輪的光柵原盤結(jié)構(gòu)圖；圖5用于鋼軌探傷儀的新型光電輪的光電管組件局部放大結(jié)構(gòu)圖；圖6用于鋼軌探傷儀的新型光電輪的光電管排列示意圖；圖7用于鋼軌探傷儀的新型光電輪的發(fā)光器排列示意圖；圖8用于鋼軌探傷儀的彩色液晶顯示器界面示意圖。
附圖標(biāo)記說明如下1.輪體；2.光柵圓盤；3.數(shù)據(jù)連接線；4.螺栓；5.外部數(shù)據(jù)線接口；6.光電管組；7.發(fā)光器組；8、9、10為光電管；11、12、13為發(fā)光器。
具體實施例方式
實施例1本實施例所采用的鋼軌探傷系統(tǒng)如圖1所示，由光電輪、超聲波探頭、單片機、寬溫高亮液晶屏、存儲芯片和個人電腦以及運行在其中的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成。其中的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)由如圖2所示的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)相顯示模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)分析模塊組成。其中的光電輪采用全密封結(jié)構(gòu)，包括輪體1、由光電管8、9、10按圖4所示的三角形排列組成的光電管組6和發(fā)光器11、12、13按圖5所示的三角形(圖4與圖5所示的三角形為對應(yīng)三角形)排列組成的發(fā)光器組7、光柵圓盤2、中空的螺栓4、貫穿于螺栓4中空空腔的數(shù)據(jù)連接線3、內(nèi)置的波形整形放大電路、外部數(shù)據(jù)線接口5。
三個光電管8、9、10和三個發(fā)光器11、12、13分別對應(yīng)存在于光柵圓盤兩側(cè)的基座上，三個發(fā)光器在工作期間一直亮著。發(fā)光器發(fā)出的光線在無遮擋的情況下照射到光電管上，光電管接收到發(fā)光器發(fā)射的光線后產(chǎn)生電脈沖；發(fā)光器發(fā)出的光線被光柵圓盤遮擋時，對應(yīng)的光電管不能接收到發(fā)光器發(fā)射的光線，則不能產(chǎn)生電脈沖。光柵圓盤是和輪子連在一起的，而光電管所在的基座是和螺栓連在一起的。光電輪在工作時，隨著光電輪的轉(zhuǎn)動，光柵圓盤上的光柵依次切割發(fā)光器發(fā)射的光線，從而引發(fā)對應(yīng)的光電管依次產(chǎn)生電脈沖。這些光電管所產(chǎn)生電脈沖通過螺栓內(nèi)的數(shù)據(jù)連接線4和外部數(shù)據(jù)線接口6傳導(dǎo)給探傷儀的數(shù)據(jù)采集模塊。
光電輪的外沿每轉(zhuǎn)動3毫米左右就發(fā)出一個脈沖提供給數(shù)據(jù)采集模塊，超聲波探頭采集的信息也傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將兩者整合后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊。
數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)光電輪提供的脈沖信號判斷探傷車行走的速度及方向并結(jié)合超聲波探頭所提供的信息生成B超圖形。
數(shù)據(jù)顯示模塊將數(shù)據(jù)處理模塊計算出的A超波形和B超圖線以不同的顏色顯示在彩色顯示器上，顯示界面見圖8。
數(shù)據(jù)存儲模塊對探傷所使用的探傷參數(shù)和行走速度、電壓、開關(guān)機時間、里程、耦合度、是否超速等管理數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，并根據(jù)探傷工的需求，將A超波形或B超圖形存儲到數(shù)據(jù)存儲模塊。
數(shù)據(jù)分析模塊接收數(shù)據(jù)存儲模塊存儲的數(shù)據(jù)信息并對其進(jìn)行如下分析探傷管理通過探傷工記錄的B超或A超波形對當(dāng)天所發(fā)現(xiàn)的傷進(jìn)行校對。對探傷儀所采集的管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，例如超速管理，判斷探傷工是否探傷超速，超速的位置與長度，行走的速度，并相應(yīng)地給予獎懲。開關(guān)機時間統(tǒng)計統(tǒng)計出探傷工真正用于探傷的時間和躲避火車的時間等。
B超全程記錄分析對探傷儀所儲蓄的全程B超記錄進(jìn)行分析，在辦公室對鋼軌進(jìn)行二次探傷。
實踐證明由于人的聽覺因素，反應(yīng)因素和野外因素，在野外探傷之中存在著大量的漏傷，達(dá)到數(shù)倍或十?dāng)?shù)倍，也就是在野外探傷中發(fā)現(xiàn)一個傷，就可能漏掉數(shù)個或十?dāng)?shù)個傷。這些漏傷就可以通過在個人電腦上的智能判傷系統(tǒng)來進(jìn)行捕捉。
B超全程記錄存檔每天所采集的B超全程記錄可以根據(jù)探傷儀的序列號以及日期在個人電腦上存檔供日后的查詢之用。如果發(fā)生斷軌，可以對全程記錄進(jìn)行查詢，以確認(rèn)或免除探傷工的責(zé)任。
探傷報表對一段時間產(chǎn)生的探傷數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計并產(chǎn)生各種報表，例如年報，月報，周報等供管理層進(jìn)行分析管理。
探傷報告對已經(jīng)確認(rèn)的鋼軌傷損產(chǎn)生相應(yīng)的B超或A超報告。
權(quán)利要求
1.一種鋼軌探傷儀，其特征在于所述鋼軌探傷儀包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、信息顯示裝置和數(shù)據(jù)存儲裝置；數(shù)據(jù)采集裝置包括一個光電輪和至少三個超聲波探頭，光電輪采集鋼軌的位置信息，超聲波探頭探測鋼軌的狀態(tài)信息，傳輸給數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)處理裝置對數(shù)據(jù)采集裝置傳輸來的鋼軌位置和鋼軌狀態(tài)信息進(jìn)行整合，計算出A超和B超圖形；信息顯示裝置將數(shù)據(jù)處理裝置計算出的A超波形和B超圖形顯示在顯示器上；數(shù)據(jù)存儲裝置將數(shù)據(jù)處理裝置計算出的A超波形、B超圖形和鋼軌探傷儀的探傷作業(yè)信息進(jìn)行存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌探傷儀，其特征在于所述的光電輪由中空的光柵圓盤、三組發(fā)光器與光電管和處理電路組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼軌探傷儀，其特征在于所述三組發(fā)光器與光電管分別對應(yīng)呈三角形或圓弧形排列于光柵圓盤的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌探傷儀，其特征在于所述的三個超聲波探頭分別為與鋼軌呈70度、37度和0度探頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌探傷儀，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理裝置選用高速單片機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌探傷儀，其特征在于所述的信息顯示裝置選用彩色液晶顯示屏，彩色液晶顯示屏的屏幕分成三部分，分別表示70度、37度和0度探頭所檢測的鋼軌信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌探傷儀，其特征在于所述的鋼軌探傷儀上還帶有USB數(shù)據(jù)傳輸接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼軌探傷儀，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存儲裝置選用大容量Flash存儲芯片。
9.一種利用權(quán)利要求1-8任意一項所述的鋼軌探傷儀對鋼軌進(jìn)行探傷的鋼軌探傷系統(tǒng)，其特征在于由所述鋼軌探傷儀與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋼軌探傷系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括1)數(shù)據(jù)采集模塊，對光電輪所采集的鋼軌位置和每個超聲波探頭所探測的鋼軌狀態(tài)信息進(jìn)行匯總，傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊；2)數(shù)據(jù)處理模塊，對數(shù)據(jù)采集模塊傳輸來的鋼軌位置和鋼軌狀態(tài)信息進(jìn)行整合，計算出A超和B超圖形；3)信息顯示模塊，將數(shù)據(jù)處理模塊計算出的A超波形和B超圖形在不同的位置以不同的顏色顯示在彩色顯示器上；4)數(shù)據(jù)存儲模塊，將數(shù)據(jù)處理模塊計算出的A超波形、B超圖形和鋼軌探傷儀的探傷作業(yè)信息進(jìn)行存儲；5)數(shù)據(jù)分析模塊，對數(shù)據(jù)存儲模塊所存儲的數(shù)據(jù)和鋼軌探傷儀的探傷作業(yè)信息進(jìn)行分析，生成探傷報告。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼軌探傷儀和應(yīng)用該鋼軌探傷儀的鋼軌探傷系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種鋼軌探傷儀，包括數(shù)據(jù)采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、信息顯示裝置和數(shù)據(jù)存儲裝置；所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括一個光電輪和至少三個超聲波探頭，光電輪采集鋼軌的位置信息，超聲波探頭探測鋼軌的狀態(tài)信息，傳輸給數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)處理裝置，對數(shù)據(jù)采集裝置傳輸來的鋼軌位置和鋼軌狀態(tài)信息進(jìn)行整合，計算出A超和B超圖形；信息顯示裝置，將數(shù)據(jù)處理裝置計算出的A超波形和B超圖形顯示在顯示器上；數(shù)據(jù)存儲裝置，將數(shù)據(jù)處理裝置計算出的A超波形、B超圖形和鋼軌探傷儀的探傷作業(yè)信息進(jìn)行存儲。本發(fā)明提供的鋼軌探傷儀探傷準(zhǔn)確、漏檢率低，而且靈活方便。
文檔編號G01N29/04GK1828285SQ200610072788
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者朱彤, 朱懷桑 申請人:朱彤