本发明涉及钢轨探伤技术领域，尤其涉及一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置和方法。
背景技术
目前钢轨探伤多用超声法进行检测，超声检测探测深度深，可以检测出从钢轨头部到底部的大部分缺陷，但其需要耦合剂，且需要与钢轨密切接触，且体积笨重，操作不便，这都使得其探伤速率降低。且超声法无法很好的对钢轨表面及浅表的缺陷进行有效的检测，存在着检测盲区。随着对钢轨探伤需求的不断提升，高速、在线、有效、非接触的钢轨探伤电磁层析方法受到越来越多的重视。
现有技术中的一种方法为：专利cn200910236939.7公开了一种钢轨重伤电磁层析无损检测装置及方法，但未考虑l型阵列传感器在钢轨探伤过程中产生的提离效应，有可能湮没有用信号，对探伤结果产生干扰。
技术实现要素：
本发明的实施例提供了一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置和方法，以有效抑制l型传感器所导致的提离效应，提高电磁层析钢轨探伤检测的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明的一方面，提供了一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置。
本发明的实施例提供的一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置，其特征在于，该装置包括：l型传感器阵列结构支架、电磁层析钢轨探伤传感器阵列、电涡流测距模块、防磨轮和提离补偿机箱，所述电磁层析钢轨探伤传感器阵列、电涡流测距模块和防磨轮设置于所述l型传感器阵列结构支架上，所述l型传感器阵列结构支架与所述提离补偿机箱机械连接；
所述l型传感器阵列结构支架，用于设置所述电磁层析钢轨探伤传感器阵列、所述电涡流测距模块和所述防磨轮；
所述电磁层析钢轨探伤传感器阵列，用于采集钢轨损伤数据；
所述电涡流测距模块，用于采集所述l型传感器阵列结构支架与钢轨的距离参数，并将所述距离参数发送到所述提离补偿机箱中；
所述提离补偿机箱，用于对所述距离参数进行处理，并控制改变所述l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离。
优选地，所述提离补偿机箱，包括：嵌入式微控制器系统、电机驱动器、步进电机和电源，所述嵌入式微控制器系统通过所述电机驱动器与所述步进电机连接，所述电源与所述嵌入式微控制器系统、电机驱动器和步进电机连接；
所述嵌入式微控制器系统，用于接收并处理所述电涡流测距模块传送的距离参数，并将处理后得到的运行指令数据传送到所述电机驱动器；
所述电机驱动器，用于接收所述嵌入式微控制器系统发送的运行指令数据，并根据所述运行指令数据对所述步进电机进行驱动；
所述步进电机，用于根据所述电机驱动器的控制进行运动，并将带动所述l型传感器阵列结构支架改变与钢轨的间距；
所述电源，用于为所述嵌入式微控制器系统、电机驱动器和步进电机提供电能。
优选地，所述嵌入式微控制器系统、电机驱动器、步进电机和电源，均安装在所述提离补偿机箱的内部，所述提离补偿机箱安装在列车底部，且所述l型传感器阵列结构支架安装于所述提离补偿机箱靠近钢轨且与列车轮缘接触的一侧。
优选地，所述嵌入式微控制器系统，包括：微控制器、外围电路、内部操作系统以及在内部操作系统上编写的反馈控制算法和提离效应补偿算法；
所述反馈控制算法，对实时检测到的所述l型传感器阵列结构支架正面和钢轨踏面之间的距离参数，以及所述l型传感器阵列结构支架侧面和钢轨侧面之间的距离参数进行分析处理，得到运行指令数据，所述运行指令数据用于发送给所述电机驱动器对所述步进电机进行驱动，间接控制所述l型传感器阵列结构支架正面和钢轨踏面之间的距离，以及所述l型传感器阵列结构支架侧面和钢轨侧面之间的距离；
所述提离效应补偿算法，用于根据实时检测到的所述l型传感器阵列结构支架正面和钢轨踏面之间的距离参数，以及所述l型传感器阵列结构支架侧面和钢轨侧面之间的距离参数，对探伤过程中产生的提离效应进行有效的补偿。
优选地，所述l型传感器阵列结构支架，包括：l型结构支架正面和l型结构支架侧面；
在l型结构支架正面上，设置n×n排列的等间距大直径线圈安装孔，以及一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔；其中，n×n排列的等间距大直径线圈安装孔，用于安装直径较大的n2个线圈，组成电磁层析钢轨探伤传感器阵列，对钢轨踏面的损伤情况进行检测；一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔，用于安装n个直径较小的线圈，组成电涡流测距模块，实时检测l型传感器阵列结构支架与钢轨踏面的距离；
在l型结构支架侧面上，设置一排数目为n且等间距排列的大直径线圈安装孔，以及一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔；其中，一排数目为n且等间距排列的大直径线圈安装孔，用于安装直径较大的n个线圈，组成电磁层析钢轨探伤传感器阵列，对钢轨侧面的损伤情况进行检测；一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔，用于安装n个直径较小的线圈，组成电涡流测距模块，实时检测l型传感器阵列结构支架与钢轨侧面的距离。
优选地，所述电磁层析钢轨探伤传感器阵列，包括：l型结构支架正面的传感器阵列和l型结构支架侧面的传感器阵列，每一个传感器阵列包括多个传感器；
位于l型传感器阵列结构支架正面上的传感器阵列，n2个传感器以n×n等间距的方式进行排列，所述n2个传感器与所述l型结构支架正面上的n×n排列的等间距大直径线圈安装孔一一对应，用于检测钢轨踏面的损伤情况；
位于l型传感器阵列结构支架侧面上的传感器阵列，n个传感器以等间距的方式进行排列，所述n个传感器与所述l型结构支架侧面上的n个等间距排列的大直径线圈安装孔一一对应，用于检测钢轨侧面的损伤情况。
所述l型结构支架正面的传感器阵列和所述l型结构支架侧面的传感器阵列，均以线圈构成；所述线圈组成的电磁层析钢轨探伤传感器阵列采用的激励方式，包括：单线圈激励、相邻线圈激励、中间排线圈激励、对角线线圈激励；同时，将每个线圈设置不同的激励频率，用于实现多频激励模式；通过所述多种的激励方式的组合，用于对钢轨踏面和侧面的缺陷进行有效的检测。
优选地，所述电涡流测距模块，包括：所述l型结构支架正面的电涡流测距模块和所述l型结构支架侧面的电涡流测距模块；
位于所述l型结构支架正面上的所述电涡流测距模块，处于所述l型结构支架的正面外侧，n个测距模块以等间距的方式进行排列，与所述l型结构支架正面上的n个等间距排列的小直径线圈安装孔一一对应，用于实时检测所述l型传感器阵列结构支架与钢轨踏面的距离；
位于所述l型结构支架侧面上的所述电涡流测距模块，处于所述l型结构支架的侧面外侧，n个测距模块以等间距的方式进行排列，与所述l型结构支架侧面上的n个等间距排列的小直径线圈安装孔一一对应，用于实时检测所述l型传感器阵列结构支架与钢轨侧面的距离；
所述电涡流测距模块与所述提离补偿机箱连接，所述电涡流测距模块将实时检测到的所述l型传感器阵列结构支架与钢轨间距的距离参数传递给所述提离补偿机箱，并接收所述提离补偿机箱发出的信号指令，对所述l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的间距进行改变。
优选地，所述防磨轮，包括：轴承座与滚轮；所述防磨轮置于所述l型传感器阵列结构支架的正面内侧和侧面内侧，轴承座与所述l型传感器阵列结构支架连接，轴承座连接滚轮，滚轮与钢轨相接触；
所述l型传感器阵列结构支架在高速移动时距离钢轨距离很近，会出现与钢轨相撞继而产生滑动摩擦，使所述电磁层析钢轨探伤传感器阵列发生受损，所述防磨轮，用于将所述l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，给予所述l型传感器阵列结构支架及所述电磁层析钢轨探伤传感器阵列保护。
本发明的另一方面，提供了一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的方法。
本发明的实施例提供的一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的方法，其特征在于，该方法包括：
利用所述电涡流测距模块，将实时检测到的所述l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离参数，传递给所述嵌入式微控制器系统；
所述嵌入式微控制器系统对距离参数进行运算处理之后，得到运行指令数据，并将运行指令数据输出给所述电机驱动器，利用所述电机驱动器控制所述步进电机运动；
所述步进电机的运动带动所述l型传感器阵列结构支架的运动，间接改变所述l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离。
优选地，所述的步进电机的运动带动所述l型传感器阵列结构支架的运动，间接改变所述l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离，包括：
所述步进电机与所述l型传感器阵列结构支架通过机械机构进行连接，所述步进电机的运动带动所述l型传感器阵列结构支架的运动，间接控制所述l型传感器阵列结构支架的正面与钢轨踏面之间的距离，以及间接控制所述l型传感器阵列结构支架的侧面与钢轨侧面之间的距离；
当所述嵌入式微控制器系统接收到所述电涡流测距模块传送的实时距离参数后，对实时距离参数进行分析，发现该实时距离参数偏离距离阈值，即所述l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离过大或过小时，经过所述嵌入式微控制器系统内部的反馈控制算法做运算处理之后，所述l型传感器阵列结构支架的正面与钢轨踏面之间的距离以及所述l型传感器阵列结构支架的侧面与钢轨侧面之间的距离最终始终保持在预设的范围之内，对提离效应进行抑制。由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例利用电涡流测距模块，能够保持l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离在设置的范围之内，起到对电磁层析钢轨探伤传感器阵列的保护作用，并且利用提离效应补偿算法对探伤过程中产生的提离效应进行有效的补偿，使探伤结果更加准确可靠；另外，对l型传感器阵列结构支架安装了防磨轮，通过将l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，避免了极端情况下l型传感器阵列结构支架与钢轨发生摩擦时对电磁层析钢轨探伤传感器阵列的损坏，给予l型传感器阵列结构支架及电磁层析钢轨探伤传感器阵列最大化的保护。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置的总体框图；
图2为本发明实施例提供的一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置的传感器阵列结构反向视图；
图3为本发明实施例提供的一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的方法处理流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例一
本发明实施例提供了一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置和方法，利用电涡流测距模块保持l型传感器阵列结构支架与钢轨的间距，对电磁层析钢轨探伤传感器阵列进行保护，并利用提离效应补偿算法对探伤过程中产生的提离效应进行有效的补偿，保证准确可靠的探伤结果，满足跟随列车的高速在线钢轨探伤的需求。
本发明实施例的一方面，提供了一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置。
本发明实施例提供的一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置的总体框图如图1所示，该装置包括：l型传感器阵列结构支架1、电磁层析钢轨探伤传感器阵列2、电涡流测距模块3、防磨轮4和电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿机箱5，电磁层析钢轨探伤传感器阵列2依次排列于l型传感器阵列结构支架上，电涡流测距模块3位于l型传感器阵列结构支架上，防磨轮4置于l型传感器阵列结构支架1的正面内侧和侧面内侧，电磁层析钢轨探伤传感器阵列2通过电涡流测距模块3与电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿机箱5连接。
该装置各构成部件的具体内容如下：
(1)l型传感器阵列结构支架
l型传感器阵列结构支架的形态设计遵循列车运行时钢轨检测面最大化、最优化的原则。在进行钢轨探伤时，l型传感器阵列结构支架的设计能够确保传感器检测范围完全覆盖被检钢轨的踏面与侧面，从而提高探伤的精准度和实用度。
l型传感器阵列结构支架上设置有多个线圈安装孔，线圈安装孔分为两部分，用于分别安装两种类型的传感器；其中，一部分的线圈安装孔用于安装探伤的电磁层析钢轨探伤传感器阵列，另一部分的线圈安装孔用于安装测距的电涡流测距模块。
l型传感器阵列结构支架包括：l型结构支架正面和l型结构支架侧面。
在l型结构支架正面上，设置n×n排列的等间距大直径线圈安装孔，以及一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔。其中，n×n排列的等间距大直径线圈安装孔，用于安装直径较大的n×n个线圈，组成电磁层析钢轨探伤传感器阵列，对钢轨踏面的损伤情况进行检测；一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔，用于安装n个直径较小的线圈，组成电涡流测距模块，实时检测l型传感器阵列结构支架与钢轨踏面的距离。
在l型结构支架侧面上，设置一排数目为n且等间距排列的大直径线圈安装孔，以及一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔。其中，一排数目为n且等间距排列的大直径线圈安装孔，用于安装直径较大的n个线圈，组成电磁层析钢轨探伤传感器阵列，对钢轨侧面的损伤情况进行检测；一排数目为n且等间距排列的小直径线圈安装孔，用于安装n个直径较小的线圈，组成电涡流测距模块，实时检测l型传感器阵列结构支架与钢轨侧面的距离。
(2)电磁层析钢轨探伤传感器阵列
电磁层析钢轨探伤传感器阵列，包括：l型传感器阵列结构支架正面的传感器阵列和l型传感器阵列结构支架侧面的传感器阵列。
位于l型传感器阵列结构支架正面上的传感器阵列，以n×n等间距的方式排列于结构支架上，与结构支架上的n×n排列的等间距大直径线圈安装孔一一对应，用于检测钢轨踏面的损伤情况。
位于l型传感器阵列结构支架侧面上的传感器阵列，传感器数量为n个并以等间距的方式排列于结构支架上，与结构支架上的n个等间距排列的大直径线圈安装孔一一对应，用于检测钢轨侧面的损伤情况。
l型传感器阵列结构支架正面的传感器阵列和l型传感器阵列结构支架侧面的传感器阵列，均以线圈构成；这些线圈组成的电磁层析钢轨探伤传感器阵列可以采用多种激励方式，包括：单线圈激励、相邻线圈激励、中间排线圈激励、对角线线圈激励等。同时，也可以使每个线圈的激励频率不同，实现多频激励模式。通过这些激励方式的组合可以有效的对钢轨踏面和侧面的缺陷进行检测。
(3)电涡流测距模块
电涡流测距模块，包括：l型传感器阵列结构支架正面的电涡流测距模块和l型传感器阵列结构支架侧面的电涡流测距模块。
位于l型传感器阵列结构支架正面上的电涡流测距模块，处于l型传感器阵列结构支架的正面外侧，测距模块数量为n个并以等间距的方式排列于结构支架上，与结构支架上的n个等间距排列的小直径线圈安装孔一一对应，用于实时检测l型传感器阵列结构支架与钢轨踏面的距离。
位于l型传感器阵列结构支架侧面上的电涡流测距模块，处于l型传感器阵列结构支架的侧面外侧，测距模块数量为n个并以等间距的方式排列于结构支架上，与结构支架上的n个等间距排列的小直径线圈安装孔一一对应，用于实时检测l型传感器阵列结构支架与钢轨侧面的距离。
电涡流测距模块与电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿机箱连接，电涡流测距模块将实时检测到的l型传感器阵列结构支架与钢轨间距的参数传递给提离补偿机箱，并接收提离补偿机箱发出的信号指令，对l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的间距进行改变。
(4)防磨轮
防磨轮包括：轴承座与滚轮。
防磨轮置于l型传感器阵列结构支架的正面内侧和侧面内侧，轴承座与l型传感器阵列结构支架连接，轴承座连接滚轮，滚轮与钢轨相接触。
由于l型传感器阵列结构支架在高速移动时距离钢轨距离很近，可能会出现与钢轨相撞继而产生滑动摩擦，致使电磁层析钢轨探伤传感器阵列发生受损的情况，安装防磨轮，能够有效地将l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，给予l型传感器阵列结构支架及电磁层析钢轨探伤传感器阵列最大化的保护，有效的避免此情况下电磁层析钢轨探伤传感器阵列线圈的损坏，以及避免此情况下l型传感器阵列结构支架的损坏。
(5)提离补偿机箱
提离补偿机箱，包括：嵌入式微控制器系统、电机驱动器、步进电机以及电源；嵌入式微控制器系统与电机驱动器连接，电机驱动器与步进电机连接，电源为其他部件提供电能。
嵌入式微控制器系统，包括：微控制器、外围电路、内部操作系统以及在内部操作系统上编写的反馈控制算法和提离效应补偿算法。
步进电机与l型传感器阵列结构支架机械连接。
电涡流测距模块与提离补偿机箱中的各部件共同构成了一个完整的反馈回路。
位于l型传感器阵列结构支架正面和侧面的小直径线圈所组成的电涡流测距模块，将实时检测到的l型传感器阵列结构支架正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离参数传递给嵌入式微控制器系统，嵌入式微控制器系统中内置反馈控制算法，根据反馈控制算法，对距离参数进行分析处理后，得到运行指令数据，并将运行指令数据传送给电机驱动器，电机驱动器根据运行指令数据对步进电机进行驱动，l型传感器阵列结构支架与步进电机机械相连，步进电机的运动会带动l型传感器阵列结构支架的运动，从而间接控制了l型传感器阵列结构支架正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离。
若l型传感器阵列结构支架的正面和侧面距离钢轨的间距过大或过小，经过嵌入式微控制器系统内置的反馈控制算法做运算处理之后，l型传感器阵列结构支架正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离最终会始终保持在设置的范围之内，能够很好的抑制提离效应。
同时，在嵌入式微控制器系统中还内置提离效应补偿算法，可根据l型传感器阵列结构支架正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离，由提离距离计算电磁层析钢轨探伤传感器阵列输出值的动态补偿系数，动态修正电磁层析钢轨探伤传感器阵列输出值，可使电磁层析钢轨探伤传感器阵列输出值在有无提离波动的情况下基本保持一致，使钢轨探伤结果更加准确可靠。
基于上述装置，本发明实施例的另一方面，提供了一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的方法。
本发明实施例提供的一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的方法的处理流程如图3所示，包括如下的处理步骤：
步骤s310：利用电涡流测距模块，将实时检测到的l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离参数，传递给嵌入式微控制器系统。
位于l型传感器阵列结构支架正面外侧和侧面外侧的电涡流测距模块，实时检测l型传感器阵列结构支架的正面与钢轨踏面的距离，获取踏面距离参数；以及实时检测l型传感器阵列结构支架的侧面与钢轨侧面的距离，获取侧面距离参数；并将这两种实时检测到的距离参数传递给嵌入式微控制器系统。
步骤s320：嵌入式微控制器系统对距离参数进行运算处理之后，得到运行指令数据，并将运行指令数据输出给电机驱动器，利用电机驱动器控制步进电机运动。
电涡流测距模块，嵌入式微控制器系统，电机驱动器，步进电机以及l型传感器阵列结构支架共同构成一个完整的反馈闭环回路。
在嵌入式微控制器系统中内置反馈控制算法，当嵌入式微控制器系统接收到电涡流测距模块传送的实时距离参数后，根据反馈控制算法对距离参数进行运算处理，运算处理后得到运行指令数据；嵌入式微控制器系统将运行指令数据输出给电机驱动器，根据运行指令数据控制电机驱动器对步进电机进行驱动。
在嵌入式微控制器系统中还内置提离效应补偿算法，将电涡流测距模块传送的实时距离参数，根据提离效应补偿算法进行分析处理，对钢轨探伤过程中产生的提离效应进行有效的补偿，使探伤结果更加准确可靠。
步骤s330：步进电机的运动带动l型传感器阵列结构支架的运动，间接改变l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离。
步进电机与l型传感器阵列结构支架通过机械机构间接连接，步进电机的运动会带动l型传感器阵列结构支架的运动，从而间接控制了l型传感器阵列结构支架的正面与钢轨踏面之间的距离，以及间接控制了l型传感器阵列结构支架的侧面与钢轨侧面之间的距离。
当嵌入式微控制器系统接收到电涡流测距模块传送的实时距离参数后，对实时距离参数进行分析，发现该实时距离参数偏离距离阈值，即l型传感器阵列结构支架与钢轨之间的距离过大或过小时，经过嵌入式微控制器系统内部的反馈控制算法做运算处理之后，l型传感器阵列结构支架的正面与钢轨踏面之间的距离以及l型传感器阵列结构支架的侧面与钢轨侧面之间的距离最终会始终保持在预设置的范围之内，能够很好的抑制提离效应。
本发明实施例还提供了一种电磁层析钢轨探伤的方法，利用本发明实施例中的电磁层析钢轨探伤传感器阵列，能够分别采集钢轨的踏面与侧面的损伤数据，并将该数据上传到服务器，用户可直接从服务器中获取钢轨的踏面与侧面的损伤数据，得到钢轨的探伤结果。
实施例二
该实施例提供了一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的装置，其具体实现结构如图1所示，具体可以包括如下的部件：l型传感器阵列结构支架1、电磁层析钢轨探伤传感器阵列2、电涡流测距模块3、防磨轮4和电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿机箱5。其中，电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿机箱包括：嵌入式微控制器系统、电机驱动器、步进电机以及电源等。
l型传感器阵列结构支架1的形态设计遵循列车运行时钢轨检测面最大化、最优化的原则。在进行钢轨探伤时，l型传感器阵列结构支架1设计能够确保传感器检测范围完全覆盖被检钢轨的踏面与侧面，从而提高探伤精准度和实用度。
l型传感器阵列结构支架1上安装有两种类型的传感器，分别为用于探伤的电磁层析钢轨探伤传感器阵列2和用于测距的电涡流测距模块3。
l型传感器阵列结构支架1上安装直径较大的9个线圈，按3排3列的方式进行排列，组成电磁层析钢轨探伤传感器阵列2，用来检测钢轨踏面的损伤情况。
l型传感器阵列结构支架1的正面有12个线圈安装孔。直径较大的9个安装孔呈3排3列的阵型排布，用于安装电磁层析钢轨探伤传感器阵列2线圈，用来检测钢轨踏面的损伤情况；直径较小的3个安装孔用于安装电涡流测距模块3，实时检测l型传感器阵列结构支架1与钢轨踏面的距离。
l型传感器阵列结构支架1的侧面有6个传感器线圈安装孔，直径较大的3个安装孔用于安装电磁层析钢轨探伤传感器阵列2线圈，用来探测钢轨侧面的损伤情况；直径较小的3个安装孔用于安装电涡流测距模块3，实时检测l型传感器阵列结构支架1与钢轨侧面的距离。
l型传感器阵列结构支架1正面内侧和侧面内侧都分别安装了相同尺寸的小型轴承座与滚轮，组成防磨轮4。由于l型传感器阵列结构支架1在高速移动时距离钢轨距离很近，可能会出现与钢轨相撞继而产生滑动摩擦，致使电磁层析钢轨探伤传感器阵列2受损的情况，防磨轮4的安装能够有效地避免此情况下l型传感器阵列结构支架1的损坏。
嵌入式微控制器系统、电机驱动器、步进电机和电源均安装在电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿机箱5内部，该机箱安装在列车底部，且l型传感器阵列结构支架1安装于该机箱靠近钢轨且与列车轮缘接触的一侧。
嵌入式微控制器系统，包括：arm微控制器、外围电路、内部linux操作系统以及在linux操作系统上编写的反馈控制算法和提离效应补偿算法。
应用于图1中的装置，一种电磁层析钢轨探伤传感器阵列结构提离补偿的方法，其实施流程说明如下：
(1)l型传感器阵列结构支架1正面和侧面直径较小的线圈组成的电涡流测距模块3，将实时检测到的l型传感器阵列结构支架1正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离参数传递给嵌入式微控制器系统。
(2)在嵌入式微控制器系统内部利用反馈控制算法做运算处理之后，输出相应pwm信号到电机驱动器控制步进电机运动。
(3)l型传感器阵列结构支架1通过机械机构间接的与步进电机相连，步进电机的运动会带动l型传感器阵列结构支架1的运动，从而间接控制了l型传感器阵列结构支架1正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离。
(4)若l型传感器阵列结构支架1正面和侧面距离钢轨的间距过大或过小，经过嵌入式微控制器系统内部的反馈控制算法做运算处理之后，l型传感器阵列结构支架1正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离最终会始终保持在设置的范围之内，有效地抑制了提离效应。
(5)同时，可根据l型传感器阵列结构支架1正面和侧面距离钢轨踏面和侧面的距离，运用提离效应补偿算法对探伤过程中产生的提离效应进行有效的补偿，使探伤结果更加准确可靠。
(6)若出现l型传感器阵列结构支架1与钢轨在高速情况下接触的突发状况，l型传感器阵列结构支架1正面内侧和侧面内侧上的一对滑动滚轮将承受部分撞击力，并将装置与钢轨之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，给予l型传感器阵列结构支架1及电磁层析钢轨探伤传感器阵列2最大化的保护。
综上所述，本发明实施例通过采用l型传感器阵列结构支架，在该支架上设置电磁层析钢轨探伤传感器阵列和电涡流测距模块，利用传感器阵列采集准确的钢轨踏面与侧面的损伤数据；以及利用电涡流测距模块采集l型传感器阵列结构支架与钢轨踏面与侧面的距离参数，并将该距离参数传送到嵌入式微控制器系统，通过嵌入式微控制器系统的运行处理得到运行指令数据，根据运行指令数据控制电机驱动器驱动步进电机，通过步进电机的运动调整l型传感器阵列结构支架与钢轨的间距，在列车高速运行的情况下保持l型传感器阵列结构支架与钢轨的相对距离稳定不变；并利用提离效应补偿算法对探伤过程中产生的提离效应进行有效的补偿，有效的抑制了提离效应；保证了传感器阵列获取的钢轨损伤数据的准确性，使探伤结果更加准确可靠。本发明结构简单、设计合理、布置灵活，在实现快速在线钢轨探伤的同时，无需与钢轨直接发生摩擦接触，对钢轨探伤中产生的提离效应进行了有效的补偿，以及利用防磨轮对l型传感器阵列结构支架和电磁层析钢轨探伤传感器阵列进行了有效的防护。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。