一种多晶片集成探头及其组合探测方法与流程

本发明涉及焊缝轨底缺陷检验，具体涉及一种多晶片集成探头及其组合探测方法。

背景技术：

1、轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。轨道交通普遍具有运量大、速度快、班次密、安全舒适、准点率高、全天候、运费低和节能环保等优点使得轨道交通逐渐成为了主流的出行方式。但是近几年，全世界范围内，轨道交通列车事故时常发生，威胁着人们的生命安全，甚至给国家、社会带来巨大损失。轨道交通系统中的钢轨是非常重要的组成部件，在引导着车辆前进的同时承受着整个车辆的重量以及运行时巨大的冲击压力。而钢轨焊缝或焊接接头是整个钢轨中最薄弱的环节，加强对焊缝区域的探伤是减少断轨、确保轨道交通运行安全最简单最直接也最有效的措施。但是，对于钢轨焊缝轨底缺陷的检测较为困难，且每条钢轨焊缝轨底具有内外两侧，内外侧分别又具有焊缝的两侧，共计四个轨底角。现有检测方法为将每个轨底角沿轨道方向划分多区域，采用单探头对每个区进行检测，每一个轨底角都要进行多次扫查，工作量大，且操作要求高，容易发生探测不全面的问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明的目的是提供一种多晶片集成探头及其组合探测方法。通过多晶片集成的探头实现一次性覆盖多区域的检测以及与轨底角耦合的效果，同时通过若干多晶片集成探头的组合探测，实现轨底ⅲ区全覆盖检测，减少检测次数，减少扫查工作量。

2、本发明的一方面提供了一种多晶片集成探头，用于探测焊缝轨底，所述焊缝轨底包括上坡面和下坡面，所述多晶片集成探头包括外壳、阻尼块、吸收块、延迟块、探头线、电源适配器、保护膜、连接头、晶片、安装槽，包括若干横向集成的晶片；所述延迟块与待测轨底接触的一面为光滑平面，所述光滑平面的宽度小于上坡面宽度和/或下坡面宽度。

3、根据本发明一实施例，所述若干横向集成的晶片包括集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第一角度的第一晶片以及集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第二角度的第二晶片。

4、根据本发明一实施例，所述若干横向集成的晶片包括集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第一角度的第一晶片、集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第二角度的第二晶片以及集成有入射方向在水平面的投影平行于钢轨水平面纵向的第三晶片。

5、根据本发明一实施例，所述第一角度为0°～45°。

6、根据本发明一实施例，还包括与所述若干横向集成的晶片对应设置的若干纵向集成的晶片；所述晶片发出的超声波与待测轨底上表面存在折射角，所述折射角为0°～90°。

7、根据本发明一实施例，所述晶片发出的超声波与待测轨底上表面存在折射角，所述折射角为68.2°。

8、本发明的一方面提供了一种多晶片集成探头的组合探测方法，应用如前述任意一项所述的一种多晶片集成探头，通过探测仪用于进行焊缝轨底探测，所述焊缝轨底包括上坡面和下坡面，包括组合步骤和探测步骤：

9、所述组合步骤为：在焊缝轨底分别设置至少一排多晶片集成探头，所述一排多晶片集成探头在上坡面设有至少一个多晶片集成探头且在下坡面设有至少一个多晶片集成探头；

10、所述探测步骤为：对待测轨底进行检测，按照纵向平行移动所述至少一排多晶片集成探头，使每排探头前后移动距离大于待测轨底厚度与探头横波折射角的正切值的乘积。

11、根据本发明一实施例，所述一排多晶片集成探头包括位于上坡面的第一集成探头和位于下坡面的第二集成探头；所述第一集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第二集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片。

12、根据本发明一实施例，所述焊缝轨底分别设置两排多晶片集成探头，所述第一排多晶片集成探头包括位于上坡面的第一集成探头和位于下坡面的第二集成探头；所述第二排多晶片集成探头包括位于上坡面的第三集成探头和位于下坡面的第四集成探头；所述第一集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第二集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第三集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第四集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第三集成探头与所述第一集成探头进行错位设置，所述第三集成探头和所述第一集成探头重复探测面积为10％-60％；所述第四集成探头与所述第二集成探头进行错位设置；所述第四集成探头和所述第二集成探头重复探测面积为10％-60％；

13、所述探测步骤为：对待测轨底进行检测，按照纵向平行移动两排多晶片集成探头，用于移动实现全面检测。

14、根据本发明一实施例，所述探测仪包括a显和b显模式。

15、本发明的优点在于：

16、本发明公开了一种多晶片集成探头及其组合探测方法。通过将若干晶片横向集成的探头，将多晶片集成探头与待测轨底接触的一面设为光滑平面，且该光滑平面的宽度小于上坡面宽度和/或下坡面宽度，从而实现了一次移动检测即可覆盖多区域的检测结果，减少了检测次数，减少了扫查工作量，且减少探头与待测轨底耦合的问题，其中横向集成的探头实现自发自收的功能。应用多晶片集成探头的组合探测方法进行组合探测，在焊缝轨底分别设置至少一排多晶片集成探头，该一排多晶片集成探头在上坡面设有至少一个多晶片集成探头且在下坡面设有至少一个多晶片集成探头；对待测轨底进行检测，按照纵向平行移动所述至少一排多晶片集成探头；从而实现了一次移动检测即可覆盖多区域的检测结果，且只需要进行与排数相同的检测次数，即可实现对每条钢轨焊缝轨底的一侧进行全面检测的功能，减少了检测次数，减少了扫查工作量，且减少探头与待测轨底耦合的问题。本申请设有两排多晶片集成探头，第一排上坡面的多晶片集成探头与第二排上坡面的多晶片集成探头进行错位设置；第一排下坡面的多晶片集成探头与第二排下坡面的多晶片集成探头进行错位设置，使得重复探测面积为10％-60％；对焊缝轨底更全面的检测，从而实现了只需要进行两次检测的次数，即可实现对每条钢轨焊缝轨底的一侧进行全面检测的功能，大大减少了检测次数。本申请还包括与所述若干横向集成的晶片对应设置的若干纵向集成的晶片，可以实现每一个集成的横向晶片发射的波对应设置有接收波的集成的纵向晶片，可用来实现一发一收或一发多收的功能。

技术特征：

1.一种多晶片集成探头，用于探测焊缝轨底，所述焊缝轨底包括上坡面和下坡面，所述多晶片集成探头包括外壳、阻尼块、吸收块、延迟块、探头线、电源适配器、连接头、晶片、安装槽，其特征在于，包括若干横向集成的晶片；所述延迟块与待测轨底接触的一面为光滑平面，所述光滑平面的宽度小于上坡面宽度和/或下坡面宽度。

2.根据权利要求1所述的一种多晶片集成探头，其特征在于，所述若干横向集成的晶片包括集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第一角度的第一晶片以及集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第二角度的第二晶片。

3.根据权利要求1所述的一种多晶片集成探头，其特征在于，所述若干横向集成的晶片包括集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第一角度的第一晶片、集成有入射方向在水平面的投影相对于钢轨水平面纵向存在第二角度的第二晶片以及集成有入射方向在水平面的投影平行于钢轨水平面纵向的第三晶片。

4.根据权利要求2或3所述的一种多晶片集成探头，其特征在于，所述第一角度为0°～45°，所述第二角度为0°～45°。

5.根据权利要求1所述的一种多晶片集成探头，其特征在于，还包括与所述若干横向集成的晶片对应设置的若干纵向集成的晶片；所述晶片发出的超声波与待测轨底上表面存在折射角，所述折射角为0°～90°。

6.根据权利要求5所述的一种多晶片集成探头，其特征在于，所述晶片发出的超声波与待测轨底上表面存在折射角，所述折射角为68.2°。

7.一种多晶片集成探头的组合探测方法，应用如权利要求1-6的任意一项所述的一种多晶片集成探头，通过探测仪用于进行焊缝轨底探测，所述焊缝轨底包括上坡面和下坡面，其特征在于，包括组合步骤和探测步骤：

8.根据权利要求7所述的一种多晶片集成探头的组合探测方法，其特征在于，所述一排多晶片集成探头包括位于上坡面的第一集成探头和位于下坡面的第二集成探头；所述第一集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第二集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片。

9.根据权利要求7所述的一种多晶片集成探头的组合探测方法，其特征在于，所述焊缝轨底分别设置两排多晶片集成探头，所述第一排多晶片集成探头包括位于上坡面的第一集成探头和位于下坡面的第二集成探头；所述第二排多晶片集成探头包括位于上坡面的第三集成探头和位于下坡面的第四集成探头；所述第一集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第二集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第三集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第四集成探头集成第一晶片和/或第二晶片和/或第三晶片；所述第三集成探头与所述第一集成探头进行错位设置，所述第三集成探头和所述第一集成探头重复探测面积为10％-60％；所述第四集成探头与所述第二集成探头进行错位设置；所述第四集成探头和所述第二集成探头重复探测面积为10％-60％；

10.根据权利要求7所述的一种多晶片集成探头的组合探测方法，其特征在于，所述探测仪包括a显和b显模式。

技术总结
本发明涉及一种多晶片集成探头及其组合探测方法。通过将若干晶片横向集成的探头，将多晶片集成探头与待测轨底接触的一面设为光滑平面，且该光滑平面的宽度小于上坡面宽度和/或下坡面宽度，从而实现了一次移动检测即可覆盖多区域的检测结果。本申请应用多晶片集成探头的组合探测方法进行探测，在焊缝轨底的上坡面和下坡面分别设置至少一排多晶片集成探头，按照纵向平行移动该至少一排多晶片集成探头；从而实现了只需要进行与排数相同的检测次数，即可对每条钢轨焊缝轨底的一侧进行全面检测的功能，减少了检测次数，减少了扫查工作量，且减少探头与待测轨底耦合的问题。

技术研发人员：郭建志,余天乐,谢欣,吴宴华,冯兴鹏,谢孙财,卢秀卿,林永森
受保护的技术使用者：上海市东方海事工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15