机车车轮在线超声波检测方法研究 - 图文-

1、 图1车轮探伤的主要区域图2组合探头的覆盖区域区域。1.2探头组设计每组共5个探头,其中1个直探头、4个斜探头,并且探头角度各不相同,可扫查车轮内部不同的位置。如图2所示,其中2个斜探头主要用于探测踏面附近的缺陷,另外2个斜探头用于探测踏面以上到车轮外侧面的区域,直探头的作用一是探伤,二是用来监视探头和车轮的耦合程度。将每一组探头置于一个探头盒中。探头盒中有一出水孔,从中喷出的水在探头盒和车轮内侧面形成水膜,由此构成水膜法探伤,为动态车轮探伤提供稳定的耦合。为了使探头盒和车轮更紧密地接触,在探头盒的不同位置安有磁钢。1.3探头组阵列如图3所示,探头组阵列排列在钢轨内侧的探头架上。探头架置于钢轨

2、内侧的地沟内,并且可以自动升降。不探伤时,探头架下降到地沟中可以减少车轮对探头盒的磨损。每个探头盒的长度是88mm,两侧各有45个探头盒,因此每侧探头盒的总长度为3960mm,大于机车车轮周长,保证在探伤中不会出现漏探。鬻鬻鬻糕麟鬻霉豢缫麟冀缀黼魏鬻襞鬃蘸鼗襞饕夔麓猫鬻鬻蒸剡-探头架和探头阵列传感器3传感器2传感j嘲I|一图3探头组阵列和传感器位置图由于是在线实时探伤,因此要求在机车行进速度3km/h时能正常探伤。而机车的速度受到超声波在车轮中传播的时间T、超声波探头的横向长度d的限制。设车轮的速度为V,则Vd/T。当T为一次回波的时间,d为5个探头中横向长度最小值时,车速为最大。如果d=lO

3、 toni,T-O.1222rns, V=d/T=81.833m/s,即V一294km/h,理论上能够满足3km/h的在线实时探伤需求。但当车速增加时,车轮和探头间的水耦合难度加大。2探伤过程2.1探伤流程如图4所示,机车车轮依次通过钢轨边的3个传感器,当经过传感器1时,触发探头架升起和耦合水泵开启。当通过传感器2和3后,主机测得通过两传感器的时间,并根据两传感器间距求得机车速度。根据车速和传感器与第一组探头的间距判断探头开始工作时间。当两个机车轮对同时经过探头组阵列时,主机中的两个时钟控制对两个轮对数据的采集互不干扰。当机车六个轮对均经过探头组阵列后,探头架下落且耦合水泵关闭。整个探伤过程结

4、束。图4探伤流程图2.2探伤结果在车轮通过探头阵列的过程中,数据实时地传输到探伤机中并作存储,自动处理之后传到主机。在这个过程中,界面只实时地显示各轮对的通过状态,并用A扫描方式监视波形变化,只有当所有轮对都通过探头组阵列后,才形成各个轮对完整的B 扫描显示图像(图5。图5为带有人工缺陷车轮的(aB扫描和A扫描显示(bB扫描放大图像图5轮对B扫描显示(下转第428页200"/年第约卷M7M 403 机车车轮在线超声波检测方法研究作者:陈宁宁, 滕永平, 王科, CHEN Ning-ning, TENG Yong-ping, WANG Ke作者单位:北京交通大学,北京,100044刊名:无损检测英文刊名:NONDESTRUCTIVE TESTING年,卷(期:2007,29(7被引用次数:1次参考文献(3条1.祁欣检测车轮表面缺陷超声波探头 1998(062.Hintze H;Deutsche;Bahn A G Nondestructive testing of railr