一种火车轮对超声相控阵检测用轮式探头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于火车轮对的检测技术领域，特别是涉及一种火车轮对超声相控阵检测用轮式探头及改探头的应用。
【背景技术】
[0002]车轮是机车车辆的最终受力部件，它把机车车辆的载荷传给钢轨，并在钢轨上转动，完成车辆的运行。车轮性能的好坏，直接影响着行车的安全。近年来，随着高速铁路的快速发展，对机车车辆的轮对的要求更高。在车轮踏面、轮辋、轮辐及辐板孔附近易出现应力集中现象，造成车轮产生疲劳裂纹等故障，严重时可导致车轮破碎，机车颠覆性事故。所以对火车轮对的检测是非常又必要的。
[0003]传统的对火车轮对的检测是采用探头组布局的方法(如图1)，超声探头共有19只，其中4只45度横波斜探头完成车轮轮辋、轮辐交接区域E、G部位的扫查，3只O度纵波直探头完成车轮轮辋内部A、K部位的扫查，6组发射接收分离探头以不同角度声束实现V形路径负责轮辐区域F内不同深度的缺陷扫查，同时探头与车轮的耦合需要大量的水。这种传统的轮对扫查系统探头布局比较复杂，无法实现灵活和小型化。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是设计一种火车轮对超声相控阵检测用轮式探头，只要一套超声轮式探头装置，无需大量的水耦合，实现火车轮对在线检测，使火车轮对检测更加灵活和小型化及环保。
[0005]为了实现上述目的，本申请的实施例提供的技术方案如下:
一种火车轮对超声相控阵检测用轮式探头，包括:超声阵列组合探头一套，轮式扫查装置一套，轮式编码器一个，跟随运动装置一套。(如图2、图3)
所述超声阵列组合探头一套:包括:0度超声阵列探头，45度超声阵列探头，65度(偏转15度)超声阵列探头，其中:
所述O度超声阵列用于检测轮辋部位径向缺陷；所述45度超声阵列探头用于检测轮辋部位周向裂纹；所述65度(偏转15)超声阵列探头用于检测检测轮缘部位径向缺陷。(如图4、图5)
所述轮式扫查装置是把所述超声组合探头安装在其轮胎内中，同时所述轮式扫查装置中充满水并密封。
[0006]所述跟随运动装置是使所述轮式扫查装置跟随火车车轮一起运动。
[0007]所述轮式编码器是安装在所述在跟随运动装置上，用于记录火车车轮的运动轨迹。
[0008]本发明所达到的有益技术效果:
本发明提供的轮对超声相控阵检测轮式探头，具有设计轻巧，结构紧凑，装御方便，操作灵活。将此组合探头安放在轮式扫查装置内中心，将装置灌满水闭合，类似超声水浸法检测，当轮式扫查装置跟随运动装置沿着踏面周向转动时，科学的轮胎外形设计，使转动时轮胎始终合理受压，与踏面完美耦合，同时采取喷雾式喷水，保持轮胎表面湿润，检测时，探头始终垂直于检测面，声波通过水和轮胎橡胶层进入铁轨内部进行探伤，发现缺陷后，声波沿原路径返回，即时回馈到仪器中显示。轮式编码器跟运动装置一块滚动，记录下火车轮周向的运动轨迹，这样可以在仪器的扫查图像中清楚判断出火车轮的哪个位置有缺陷。
【附图说明】
[0009]图1是传统的对火车轮对的检测是采用探头组布局图。
[0010]图2本发明轮对超声相控阵检测轮式探头的主视图。
[0011]图3本发明轮对超声相控阵检测轮式探头的俯视图。
[0012]图4本发明轮对超声相控阵检测轮式探头65度(偏转15)超声阵列探头用于检测检测轮缘部位径向缺陷的示意图。
[0013]图5本发明轮对超声相控阵检测轮式探头O度超声阵列用于检测轮辋部位径向缺陷，45度超声阵列探头用于检测轮辋部位周向裂纹示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图对本发明【具体实施方式】进行详细说明。
[0015]如图2所示，图2是本发明的主视图，将超声阵列组合探头按装在轮式扫查装置里面，轮式装置里面充满水并密封。再把轮式扫查装置安装在跟随运动装置上，并使扫查装置的轮胎与火车轮轮辋紧密贴合好，使其耦合好。如图3所示，将轮式编码器安装在跟随运动装置上，将用于记录下火车轮周向的运动轨迹。安装好各个部件好，调试一下轮式扫查装置与火车轮对的同步运动是否顺畅。
[0016]调试好机械运动装置好，将对火车轮对进行检测。组合探头各个探头的检测对应的缺陷如图4、图5所示，O度超声阵列用于检测轮辋部位径向缺陷，45度超声阵列探头用于检测轮辋部位周向裂纹；65度(偏转15)超声阵列探头用于检测检测轮缘部位径向缺陷。声波通过水和轮胎橡胶层进入铁轨内部进行探伤，发现缺陷后，声波沿原路径返回，即时回馈到仪器中显示。同时通过轮式编码器记录火车轮周向的运动距离，可以把扫查信号与运动距离通过相控阵仪器显示一张扫查图像，从图像中清楚判断出火车轮的哪个位置有缺陷。
[0017]以上所述仅是本发明的一种验证性实验的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种火车轮对超声相控阵检测用轮式探头，其特征是，包括:超声阵列组合探头一套，轮式扫查装置一套，轮式编码器一个和跟随运动装置一套组成；超声阵列组合探头安放在轮式扫查装置内中心，当轮式扫查装置跟随运动装置沿着踏面周向转动时，使转动时轮胎始终合理受压，与踏面完美耦合，同时采取喷雾式喷水，保持轮胎表面湿润，检测时，探头始终垂直于检测面，声波通过水和轮胎橡胶层进入铁轨内部进行探伤，发现缺陷后，声波沿原路径返回，即时回馈到仪器中显示;轮式编码器和跟随运动装置一块滚动，记录下火车轮对周向的运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的超声阵列组合探头一套，其特征是，包括:0度超声阵列探头，45度超声阵列探头，65度(偏转15度)超声阵列探头，其中:所述O度超声阵列用于检测轮辋部位径向缺陷；所述45度超声阵列探头用于检测轮辋部位周向裂纹；所述65度(偏转15)超声阵列探头用于检测检测轮缘部位径向缺陷。
3.根据权利要求1所述的轮式扫查装置，其特征是，把所述超声阵列组合探头安装在其轮胎内中，同时所述轮式扫查装置中充满水并密封。
4.根据权利要求1所述的跟随运动装置，其特征是，使所述轮式扫查装置跟随火车车轮一起运动。
5.根据权利要求1所述的轮式编码器，其特征是，安装在所述在跟随运动装置上，用于记录火车车轮的运动轨迹。
【专利摘要】本发明是一种火车轮对超声相控阵检测用轮式探头，它由超声阵列组合探头一套，轮式扫查装置一套，轮式编码器一个和跟随运动装置一套组成。超声阵列组合探头安放在轮式扫查装置内中心，将装置灌满水闭合，类似超声水浸法检测，当轮式扫查装置跟随运动装置沿着踏面周向转动时，科学的轮胎外形设计，使转动时轮胎始终合理受压，与踏面完美耦合，同时采取喷雾式喷水，保持轮胎表面湿润，检测时，探头始终垂直于检测面，声波通过水和轮胎橡胶层进入铁轨内部进行探伤，发现缺陷后，声波沿原路径返回，即时回馈到仪器中显示。轮式编码器跟运动装置一块滚动，记录下火车轮周向的运动轨迹，这样可以在仪器的扫查图像中清楚判断出火车轮对的缺陷位置。本发明只要一套超声轮式探头装置，无需大量的水耦合，实现火车轮对在线检测，使火车轮对检测更加灵活和小型化及环保。
【IPC分类】G01N29-24
【公开号】CN104792881
【申请号】CN201510226898
【发明人】纪轩荣, 陈奇礼, 王平
【申请人】广州多浦乐电子科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月7日