专利名称：用于复合导电轨的非破坏性测试的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于复合导电轨的磨损特性的非破坏性测试的方法，该导电轨包括一个由铝制成的支撑元件和一个由不锈钢制成的低磨损的带状支撑表面，该表面由于拖曳电集电器而受到磨损。
背景技术：
复合导电轨通常由一个铝制的、传导电流的支撑元件构成，该支撑元件包括一个由不锈钢制成的低磨损的带状支撑表面。在工作中，电集电器在复合导电轨的钢带支撑表面上拖曳。拖曳接触导致钢带支撑表面上的磨损，磨损根据集电器的类型和集电器在钢带支撑表面上的止靠角，或者发生在支撑表面的边缘上，或者发生在中心处。
复合导电轨必须定期检查磨损情况，并任意更换。导电轨的磨损特性提供了系统使用寿命的信息。通过局部改变集电器在钢带支撑表面上的压力和止靠角而确定的磨损可以建立在导电轨的整个宽度上，并且可以任意进行技术修正，例如通过调节集电器来进行。然而，不均匀磨损特性的可能的最快速的识别呈现为一种测量特性，通过该测量特性可以以足够的精确度来确定钢带支撑表面的局部残留厚度。
目前用于确定复合导电轨的磨损的传统方法基于钢带支撑表面的残留厚度的机械测量。然而，用于此目的的游标卡尺和量规导致令人不满意的结果，因为磨损通常不是均匀地发生在钢带支撑表面的整个宽度上的，而是经常发生在一个边缘处或两个边缘处或在中心处。在这种类型的不均匀磨损的情况下，游标卡尺导致不精确的结果，因为测量是在整个宽度上进行的。虽然量规可以导致略微好一些的结果，但是测量只能在导电轨未组装的状态下进行。此外，在这种方法中，目前的轨必须被部分破坏以确定钢带支撑表面的残留厚度。
发明内容
本发明的目的是提供一种非破坏性的测试方法，利用该方法通过精确测量钢带支撑表面的局部厚度，可以简单地确定文首所述类型的复合导电轨的磨损特性，并不需要拆卸导电轨。
根据本发明该目的如此实现，即，在所选择的测试点，超声波能量脉冲发射到钢带支撑表面上，测量在接触面处反射的超声波能量脉冲和在钢带支撑表面的背面处反射的超声波能量脉冲之间的运行时间的差，并由该运行时间的差和钢带支撑表面中的声速计算钢带支撑表面在测试点处的局部厚度。
在根据本发明的方法的一个优选实施例中，直接在钢带支撑表面上在所选择的测试点处设置一个超声波能量发射器/接收器。
在传统复合导电轨中，钢带支撑表面的厚度在大约4到6mm之间。为此厚度范围，频率在6和10Hz之间、特别是约8Hz的超声波能量脉冲证明是合适的。
本发明的非常好的优点、特征和细节将从下文优选实施例的说明并结合附图显现出来，附图简示了图1示出了通过一个复合导电轨的横截面图；图2示出了来自图1的带有均匀磨损的复合导电轨的非破坏性测试的原理。
具体实施例方式
图1中示出的复合导电轨10具有一个支撑元件12，该支撑元件由铝制成并带有一个由不锈钢制成的支撑表面14。钢带支撑表面14的宽度b例如为50mm。厚度d例如为5mm。复合导电轨10的制造类型例如在DE-C24 32 541中进行了公开。
在实践中由于电集电器在钢带支撑表面14上的拖曳而产生的磨损通常发生在左手边缘A处、右手边缘C处、两个边缘A、C或在中心B处。因此，为了确定沿复合导电轨10的磨损特性，在钢带支撑表面的整个宽度b上在边缘侧测试点A、C处和在中心B处，例如每隔500mm或者为了更精确的确定，每隔大约200-300mm分别进行三种测量。
在图2所示的复合导电轨中，钢带支撑表面14上的磨损大致发生在位置B处的中心上，而在左手侧边缘A和右手侧边缘C处几乎没有产生磨损。该局部磨损特性利用超声波能量发射器/接收器20是容易确定的，其中是测量在接触面16处和钢带支撑表面14的背面18处反射的超声波能量脉冲的运行时间的差。通过获得的钢带支撑表面14中的声速，可以容易地确定钢带支撑表面14的局部厚度dA、B、C，其中该声速可在具有限定厚度的钢带上确定。
用于测量钢带支撑表面的厚度的合适的装置是来自于KarlDeutsh GmbH的回波计1073。微型测试头DSE4.2/4 PB8已证明是最佳的。测量可靠性为大约+/-0.1mm。
权利要求
1. 一种用于复合导电轨(10)的磨损特性的非破坏性测试的方法，该导电轨包括一个由铝制成的支撑元件(12)和一个由不锈钢制成的低磨损的带状支撑表面(14)，该支撑表面由于拖曳电集电器而受到磨损，其特征在于，在所选择的测试点(A、B、C)，超声波能量脉冲被发射到钢带支撑表面(14)上，测量在接触面(16)处反射的超声波能量脉冲和在钢带支撑表面(14)的背面(18)处反射的超声波能量脉冲之间的运行时间的差，并由该运行时间的差和钢带支撑表面(14)中的声速计算钢带支撑表面(14)在测试点(A、B、C)处的局部厚度(dA、B、C)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，直接在钢带支撑表面(14)上在所选择的测试点(A、B、C)处设置一个超声波能量发射器/接收器(20)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该超声波能量脉冲的频率在6和10Hz之间，特别是为8Hz。
全文摘要
在一种用于复合导电轨(10)的磨损特性的非破坏性测试的方法中，该导电轨包括一个由铝制成的支撑元件(12)和一个由不锈钢制成的低磨损的带状支撑表面(14)，该支撑表面由于拖曳电集电器而受到磨损，在所选择的测试点(A、B、C)，超声波能量脉冲通过一个超声波能量发射器/接收器(20)发射到钢带支撑表面(14)上。测量在接触面(16)处反射的超声波能量脉冲和在钢带支撑表面(14)的背面(18)处反射的超声波能量脉冲之间的运行时间的差。由该运行时间的差和钢带支撑表面(14)中的声速计算钢带支撑表面(14)在测试点(A、B、C)处的局部厚度(d
文档编号G01N29/07GK1461951SQ03137890
公开日2003年12月17日 申请日期2003年5月30日 优先权日2002年5月30日
发明者T·内策尔 申请人:艾尔坎技术及管理有限公司