專利名稱：列車車輪在線探傷的自適應(yīng)超聲檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及列車車輪在線探傷的自適應(yīng)超聲檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前，列車車輪的探傷一般采用人工手動的檢測方法，該方法使用單一的探頭手 動在車輪踏面上來回移動來完成大部分區(qū)域的檢測。其檢測的缺陷類型有限、效率較低、因 人工操作，導(dǎo)致檢測誤差大而使穩(wěn)定性較差、重復(fù)性不佳。也有列車車輪在線自動探傷裝 置，其探頭缺少小角度探頭，無法檢測深層次缺陷，并且其觸發(fā)裝置和探頭聯(lián)動，導(dǎo)致測量 精度不高，容易誤觸發(fā)，且探頭的接觸面始終保持水平，與運動的車輪踏面接觸時的跟隨性 差，導(dǎo)致車輪與探頭的耦合效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種列車車輪在線探傷的自適 應(yīng)超聲檢測裝置，該種檢測裝置能夠?qū)崿F(xiàn)列車車輪輪輞、輪輻全區(qū)域的自動化在線檢測，測 量結(jié)果精確可靠。 本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種列車車輪在線探傷的自適應(yīng)超 聲檢測裝置，包括探頭座、探頭座上的噴水孔陣列、探頭座上夾持多個超聲探頭形成的探頭 陣列、與探頭陣列和噴水孔陣列相連的控制裝置，其組成是 所述的探頭陣列由橫向的兩排以上或縱向的內(nèi)、外兩列探頭構(gòu)成，其具體排列方 式為內(nèi)列由雙晶體探頭與小角度單晶體探頭交替排列，外列由雙晶體探頭與大角度單晶 體探頭交替排列，且內(nèi)列的雙晶體探頭和外列的雙晶體探頭不同排； 探頭座在內(nèi)列的任一探頭的內(nèi)側(cè)均設(shè)有感應(yīng)傳感器及感應(yīng)傳感器的頂針，頂針的 垂直高度高于探頭的高度，頂針的中心與同排的內(nèi)列探頭、外列探頭的中心均在同一直線 上，且連線與軌道方向垂直，感應(yīng)傳感器與控制裝置相連。
本發(fā)明的工作過程和原理是 將本發(fā)明的超聲檢測裝置置于檢測線路上，左右軌道上對稱布置相同的探頭陣 列，并使探頭陣列的總長度等于最大車輪的周長(既可是多個陣列，縱向排列使其總長度 符合要求，也可是一個足夠長的陣列單獨設(shè)置)。當(dāng)列車經(jīng)過檢測線路時，噴水孔陣列向上 噴水作為探頭超聲檢測時的耦合劑；車輪靠近探頭時，車輪踏面壓下探頭座內(nèi)側(cè)(靠近軌 道中心線)的頂針，感應(yīng)傳感器觸發(fā)，控制裝置收到觸發(fā)信號后控制同排的內(nèi)外列(即靠近 軌道中心線的列和靠近走行鋼軌的列)的兩個探頭工作，依次發(fā)出的超聲波通過車輪踏面 進入車輪的輪輞和輪輻，對車輪進行探傷。然后，當(dāng)車輪滾動到下一排探頭時，下一排的頂 針及探頭重復(fù)以上的觸發(fā)及探傷工作，直至整個車輪一周的探傷檢測完成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 —、內(nèi)列由雙晶體探頭與小角度單晶體探頭交替排列，外列由雙晶體探頭與大角 度單晶體探頭交替排列，且內(nèi)列和外列的雙晶體探頭不同排；這樣的排列中的內(nèi)列(靠近軌道中心線的列)的小角度單晶體探頭可以檢測輪輻中較深的部位，雙晶體探頭檢測淺層 缺陷的精度高；雙晶體探頭的交替排列能夠關(guān)注到周向?qū)挾容^大的缺陷，外列(靠近走行 鋼軌的列)的大角度單晶體能夠覆蓋整個輪輞區(qū)域，使得本發(fā)明的裝置檢測的缺陷類型全 面、覆蓋區(qū)域完全。 二、頂針獨立布置，觸發(fā)的穩(wěn)定性好，機械強度高，較之與傳感器聯(lián)動的感應(yīng)件，它 不會干擾傳感器而使傳感器抖動，保證了傳感器的測量精度和可靠性，同時也延長了傳感 器的使用壽命。 上述的探頭座上夾持超聲探頭的具體結(jié)構(gòu)為探頭座的底座上固定有探頭夾具，
探頭夾具的夾持腔內(nèi)嵌入探頭外框的底部，且探頭外框的底部的兩側(cè)設(shè)有定位銷，定位銷
插入探頭夾具的夾持腔的豎向限位槽，探頭外框的底部與夾持腔底部之間設(shè)有復(fù)位彈簧。 這種夾持安裝方式，使得探頭能夠以定位銷為軸發(fā)生前后扭轉(zhuǎn)運動，從而當(dāng)車輪
踏面剛與頂針接觸時，探頭接觸面即可迎向車輪踏面扭轉(zhuǎn)；當(dāng)車輪踏面在探頭正上方時，探
頭接觸面自動回到水平位置；當(dāng)車輪踏面即將離開探頭，探頭接觸面則扭轉(zhuǎn)回向車輪踏面；
從而在探頭接觸面與車輪踏面接觸的各個時刻，二者均能保持良好的耦合狀態(tài)；同時，由于
定位銷是插在兩側(cè)豎向的定位槽中，夾持腔內(nèi)有復(fù)位彈簧；因此，定位銷可以發(fā)生垂向位
移，且兩側(cè)的垂向位移可以不同，因此，它能與各種不同的車輪踏面形狀相適應(yīng)。 總之，本發(fā)明的夾持方式使得探頭與車輪的跟隨性好，能夠自適應(yīng)的在周向上與
軸向上均與踏面保持良好的耦合狀態(tài)，進一步使得本發(fā)明的檢測結(jié)果精確可靠。 下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。


圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是圖1的右視圖。 圖4是圖3本發(fā)明實施例的探頭與探頭夾具及探頭座的放大結(jié)構(gòu)示意圖(探頭座 上夾持超聲探頭的放大結(jié)構(gòu)示意圖)。
具體實施方式

實施例 圖1、2、3示出，本發(fā)明的一種具體實施方式
是列車車輪在線探傷的自適應(yīng)超聲 檢測裝置，包括探頭座1、探頭座1上的噴水孔陣列3、探頭座1上夾持多個超聲探頭形成的 探頭陣列、與探頭陣列和噴水孔陣列3相連的控制裝置，其特征在于 所述的探頭陣列由橫向的兩排以上或縱向的內(nèi)、外兩列探頭2構(gòu)成，其具體排列 方式為內(nèi)列由雙晶體探頭2a與小角度單晶體探頭2b交替排列，外列由雙晶體探頭2c與 大角度單晶體探頭2d交替排列，且內(nèi)列的雙晶體探頭2a和外列的雙晶體探頭2c不同排；
探頭座1在內(nèi)列的任一探頭2a或2b的內(nèi)側(cè)均設(shè)有感應(yīng)傳感器6及感應(yīng)傳感器6 的頂針6a，頂針6a的垂直高度高于探頭2的高度，頂針6a的中心與同排的內(nèi)列探頭2、外 列探頭2的中心均在同一條橫線上，感應(yīng)傳感器6與控制裝置相連。 圖4示出，本例的探頭座1上夾持超聲探頭的具體結(jié)構(gòu)為探頭座1的底座la上固定有探頭夾具4，探頭夾具4的夾持腔4a內(nèi)嵌入探頭外框21的底部，且探頭外框21的底 部的兩側(cè)設(shè)有定位銷IO，定位銷10插入探頭夾具4的夾持腔4a的豎向限位槽4b，探頭外 框21的底部與夾持腔4a底部之間設(shè)有復(fù)位彈簧9。 圖4實際給出的是雙晶體探頭2a或2c的探頭夾具4和雙晶體探頭2a或2c的放 大裝配結(jié)構(gòu)示意圖，或者小角度單晶體探頭2b的探頭夾具4和小角度探頭2b的放大裝配 結(jié)構(gòu)示意圖。大角度單晶體探頭2d及其探頭夾具4與圖4的結(jié)構(gòu)是完全一樣的，只是尺寸 更寬而已。 本發(fā)明小角度單晶體探頭2b和大角度單晶體探頭2d其角度范圍分別是0-7度、 60-70度。
權(quán)利要求
一種列車車輪在線探傷的自適應(yīng)超聲檢測裝置，包括探頭座(1)、探頭座(1)上的噴水孔陣列(3)、探頭座(1)上夾持多個超聲探頭形成的探頭陣列、與探頭陣列和噴水孔陣列(3)相連的控制裝置，其特征在于所述的探頭陣列由橫向的兩排以上或縱向的內(nèi)、外兩列探頭(2)構(gòu)成，其具體排列方式為內(nèi)列由雙晶體探頭(2a)與小角度單晶體探頭(2b)交替排列，外列由雙晶體探頭(2c)與大角度單晶體探頭(2d)交替排列，且內(nèi)列的雙晶體探頭(2a)和外列的雙晶體探頭(2c)不同排；探頭座(1)在內(nèi)列的任一探頭(2a、2b)的內(nèi)側(cè)(靠近軌道中心線)均設(shè)有感應(yīng)傳感器(6)及感應(yīng)傳感器(6)的頂針(6a)，頂針(6a)的垂直高度高于探頭(2)的高度，頂針(6a)的中心與同排的內(nèi)列探頭2、外列探頭2的中心均在同一條直線上，且連線與軌道方向垂直，感應(yīng)傳感器(6)與控制裝置相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的列車車輪在線探傷的自適應(yīng)超聲檢測裝置，其特征在于所述 的探頭座(1)上夾持超聲探頭的具體結(jié)構(gòu)為探頭座(1)的底座(la)上固定有探頭夾具(4) ，探頭夾具(4)的夾持腔(4a)內(nèi)嵌入探頭外框(21)的底部，且探頭外框(21)的底部的 兩側(cè)設(shè)有定位銷(IO)，定位銷(10)插入探頭夾具(4)的夾持腔(4a)的豎向限位槽(4b)， 探頭外框(21)的底部與夾持腔(4a)底部之間設(shè)有復(fù)位彈簧(9)。
全文摘要
一種列車車輪在線探傷的自適應(yīng)超聲檢測裝置，其探頭陣列由橫向的兩排以上或縱向的內(nèi)、外兩列探頭構(gòu)成，其具體排列方式為內(nèi)列由雙晶體探頭與小角度單晶體探頭交替排列，外列由雙晶體探頭與大角度單晶體探頭交替排列，且內(nèi)列的雙晶體探頭和外列的雙晶體探頭不同排；探頭座在內(nèi)列的任一探頭的內(nèi)側(cè)均設(shè)有感應(yīng)傳感器及感應(yīng)傳感器的頂針，頂針的垂直高度高于內(nèi)列的探頭的高度，頂針的中心與同排的內(nèi)列探頭、外列探頭的中心均在同一條橫線上，感應(yīng)傳感器與控制裝置相連。該種檢測裝置能夠?qū)崿F(xiàn)列車車輪輪輞、輪輻全區(qū)域的自動化在線檢測，測量結(jié)果精確可靠。
文檔編號G01N29/04GK101788533SQ201010137088
公開日2010年7月28日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者張渝, 彭建平, 彭朝勇, 楊凱, 王澤勇, 王黎, 趙全軻, 趙波, 高曉蓉 申請人:西南交通大學(xué);成都主導(dǎo)科技有限責(zé)任公司