一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置及系统，该检测装置包括三个光电位移传感器、电机伺服机构、控制器、数据转换模块和数据接收显示器，所述三个光电位移传感器以一定距离排列设置在电机伺服机构上，所述控制器与电机伺服机构连接，所述三个光电位移传感器均通过数据转换模块连接到数据接收显示器；该系统包括前述检测装置、车底安装架和检测车车体，所述检测车车体包括车体转向架，所述电机伺服机构设置在车底安装架上，该车底安装架固定在车体转向架上。本实用新型采用非接触式测量，克服了采用两种传统测量手段的缺陷，不仅可用来进行三点偏弦法测距，也可用来进行直射式激光三角测距，测量精度更高，不受速度和动态作用影响。
【专利说明】一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置及系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钢轨磨耗检测领域，尤其是涉及一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置及系统。
【背景技术】
[0002]钢轨波形磨耗，即钢轨波磨，是轨道损伤的一种主要类型，它是钢轨沿纵向表面出现的周期性的类似波浪形状的不平顺现象。钢轨波磨是多种因素综合作用的结果，各种原因形成的钢轨表面凹凸不平顺，使列车运行时轮轨接触点承受不同的动力载荷，进而在钢轨表面产生间隔的塑性变形、磨损及其他损伤，使钢轨初期的凹凸不平顺进一步发展，形成钢轨波磨。钢轨波磨的产生会影响行车安全以及乘车舒适度，还会增加牵引能耗，因此，钢轨波磨的检测显得尤为重要。目前主要采用惯性基准法和弦测法来检测钢轨波磨。惯性基准法事采用轴箱加速度传感器测量波磨，由于该方法需对时间进行二重积分才能得到波磨值，存在长时间积分漂移问题。弦测法存在不收敛为I的问题，但相对惯性基准法，其优点是不受速度影响、不受动态作用的影响以及不受运行方向的影响。对于弦测法，国内普遍采用三点中弦法(又称正矢法)进行检测，主要不足在于振幅增益随不平顺波长的变化较大，应用受到局限。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:针对现有技术存在的问题，提供一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置及系统，解决传统采用惯性基准法会产生积分漂移问题，解决采用弦测法不收敛，且振幅增益随不平顺波长的变化较大、应用受限的问题。
[0004]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0005]一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置，其特征在于，该检测装置包括三个光电位移传感器、电机伺服机构、控制器、数据转换模块和数据接收显示器，所述三个光电位移传感器以一定距离排列设置在电机伺服机构上，所述控制器与电机伺服机构连接，所述三个光电位移传感器均通过数据转换模块连接到数据接收显示器。
[0006]优选的，所述光电位移传感器包括激光光源和CCD传感器，激光光源发射的激光经障碍物反射或散射后在CXD传感器上成像。
[0007]—种铁路轨道动态波形磨耗检测系统，其特征在于，该系统包括一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置、车底安装架和检测车车体，所述检测装置包括三个光电位移传感器、电机伺服机构、控制器、数据转换模块和数据接收显示器，所述三个光电位移传感器以一定距离排列设置在电机伺服机构上，所述控制器与电机伺服机构连接，所述三个光电位移传感器均通过数据转换模块连接到数据接收显示器，所述检测车车体包括车体转向架，所述电机伺服机构设置在车底安装架上，该车底安装架固定在车体转向架上。
[0008]一种铁路轨道动态波形磨耗检测系统，其特征在于，该系统包括一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置、车底安装架和检测车车体，所述检测装置包括三个光电位移传感器、电机伺服机构、控制器、数据转换模块和数据接收显示器，所述三个光电位移传感器以一定距离排列设置在电机伺服机构上，所述控制器与电机伺服机构连接，所述三个光电位移传感器均通过数据转换模块连接到数据接收显示器，所述光电位移传感器包括激光光源和CCD传感器，激光光源发射的激光经障碍物反射或散射后在CCD传感器上成像，所述检测车车体包括车体转向架，所述电机伺服机构设置在车底安装架上，该车底安装架固定在车体转向架上。
[0009]优选的，所述光电位移传感器正对钢轨设置，光电位移传感器的激光打在钢轨轨顶中心线上。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0011]1、采用非接触式测量，克服了采用两种传统测量手段的缺陷，而且结构相当简单，安装使用方便；
[0012]2、本装置即可用来进行三点偏弦法测距，也可用来进行直射式激光三角测距，测量精度更高，不受速度和动态作用影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置的电路结构示意图；
[0014]图2为本实用新型一种铁路轨道动态波形磨耗检测系统的安装结构示意图。
[0015]附图标注说明:
[0016]10为控制器、20为光电位移传感器、30为数据接收显示器、40为电机伺服机构、50为钢轨。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0018]实施例
[0019]如图1所示，本实用新型一种高速铁路非接触式动态拉出值测量装置主要由三个光电位移传感器20、电机伺服机构40、控制器10、数据转换模块(图未示)和数据接收显示器30构成。其中三个光电位移传感器20以一定距离排列设置在电机伺服机构40上，比如当使用本装置按照偏弦测量方式进行测量时，三个光电位移传感器20可根据短、中波测量要求按照传递函数以一定的距离排列固定在电机伺服机构40上。控制器10与电机伺服机构40连接，电机伺服机构40可根据测量的其他几何参数信息动态调整光电位移传感器20的激光打在轨顶中心线上。三个光电位移传感器20均通过数据转换模块连接到数据接收显示器30，数据接收显示器30用于显示结果。其中数据转换模块可采用数模转换器或模数转换器。光电位移传感器20内部包括激光光源和CCD传感器,激光光源发射的激光经障碍物反射或散射后在CXD传感器上成像。
[0020]当使用本实用新型装置进行测量时，还涉及一种铁路轨道动态波形磨耗检测系统，如图2所示，该系统包括前述检测装置、车底安装架和检测车车体。检测车车体包括车体转向架，电机伺服机构40设置在车底安装架上，该车底安装架固定在车体转向架上。光电位移传感器20正对钢轨设置,光电位移传感器20的激光打在钢轨50轨顶中心线上。三个光电位移传感器20以一定的距离排列，构成三点不等弦的测量。传感器激光光源以直射的方式照射到钢轨50轨顶中心线上，CCD传感器以一定的角度接收散射光构成激光三角测量。
[0021]本系统的使用原理如下:本系统主要采用三点偏弦法和直射式激光三角测距相结合的方式测量钢轨波磨。三点偏弦法是以两端点为基准线，两端点间的点偏离基准线的数值作为计算波磨的基础数据，利用三个光电位移传感器得到三个测量点相对于传感器的距离计算出中间点偏离基准线的值。激光三角测距，是在被测物体表面上方，用一束激光以一定的角度照射，激光在物体表面发生反射或者散射，在另一个角度用成像系统对激光反射或散射光进行汇聚成像，被测物体上激光照射产生的光斑的位置变化，光反射或散射的角度也会变化，用光学系统对光线进行汇聚，光斑成像在CCD传感器上，沿激光方向当被测物体发生移动时，位置传感器上的成像光斑就会发生移动，其位移对应物体移动距离，从而间接的实现激光测量。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置，其特征在于，该检测装置包括三个光电位移传感器、电机伺服机构、控制器、数据转换模块和数据接收显示器，所述三个光电位移传感器以一定距离排列设置在电机伺服机构上，所述控制器与电机伺服机构连接，所述三个光电位移传感器均通过数据转换模块连接到数据接收显示器。
2.根据权利要求1所述的一种铁路轨道动态波形磨耗检测装置，其特征在于，所述光电位移传感器包括激光光源和CCD传感器，激光光源发射的激光经障碍物反射或散射后在CXD传感器上成像。
3.一种铁路轨道动态波形磨耗检测系统，其特征在于，该系统包括权利要求1或2所述的检测装置、车底安装架和检测车车体，所述检测车车体包括车体转向架，所述电机伺服机构设置在车底安装架上，该车底安装架固定在车体转向架上。
4.根据权利要求3所述的一种铁路轨道动态波形磨耗检测系统，其特征在于，所述光电位移传感器正对钢轨设置，光电位移传感器的激光打在钢轨轨顶中心线上。
【文档编号】G01B11/30GK203940839SQ201420314107
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】谢娇 申请人:成都凯迪迅电气设备有限公司