[实用新型]一种车钩结构健康监测装置

说明书

本实用新型公开了一种车钩结构健康监测装置，包括若干检测单元；所述检测单元包括激励波导传感器，用于激发超声波；自发自收接收波导传感器，用于接收本检测单元的激励波导传感器激发的超声波信号；普通接收波导传感器，用于接收其他检测单元的激励波导传感器激发的超声波信号。检测单元可单独使用，也可配对使用。组合式的设计形式相较于每只压电传感器独立安装，在满足导波传感器布置方案的同时，极大地优化和减少了传感器线缆的走线，因此使得车钩导波结构健康监测工程安装变得简洁和规整。

技术领域

本实用新型涉及一种用于检测车钩表面缺陷的装置。

背景技术

机车在运行中启动、加速、减速、上坡、紧急制动或进行编组作业时,都会对机车车辆产生巨大的纵向冲击力。车钩作为列车最重要的组成部件之一，主要由缓冲器、车钩和钩尾框组成，其可有效传递和缓冲列车运行或调车所产生的牵引力和冲击力，但随着重载列车编组数量和牵引重量的不断增加，纵向冲击力不断增大。因此车钩是一个受力复杂、工作条件恶劣的部件，同时又是影响车辆运行安全的关键部件之一，其质量状态直接关系到铁路运营安全。车钩典型裂纹故障主要是车钩钩体裂损、钩舌裂损、钩尾框裂损及缓冲器胶泥泄露。若车钩存在疲劳裂纹将直接关系到整车的安全，因此车钩疲劳裂纹的检测是保证车钩安全运转的重要手段，目前磁粉探伤是车钩疲劳裂纹检测最常用的探伤方法。

目前，车钩关键部位裂纹通过磁粉探伤检查，如发现裂纹，再通过打磨方式判断是否为良性裂纹，评估是否继续使用。国内传统检测手段几乎完全依赖人员安排定期、无损检测来实现车轴结构损伤的检测和维修，这一过程费用比较高，而且耗时耗力。目前常用的无损检测技术如涡流、磁粉、超声检测等，存在以下特点：

1、磁粉探伤是目前应用最广泛的方法，该方法操作方便、效果明显，但只能检测其表面裂纹缺陷，无法检测钩尾框内部的缺陷，同时探伤前需要将车钩进行拆解，并进行表面除漆后，才能进行磁粉探伤，探伤作业完毕后还需要对车钩零部件进行重新喷漆和组装，过程繁琐耗时，投入的人力较大，检测效率极低。

2、渗透检测不需要专门的检测设备，成本低，对检测人员要求不高。但是该方法只能检测表面开口裂纹，且渗透液本身具有毒性，长时间会影响工人健康。

3、涡流探伤对表面开口裂纹较为敏感，检测效率高。但是针对内部缺陷不太灵敏，且检测现场存在诸多机电干扰，涡流精度受到影响。超声波检测，随穿透能力强，缺陷定位准确，但受到车钩复杂外形结构反射波影响，无法用于车钩损伤检测，且对表面裂纹无法检测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种车钩结构健康监测装置，通过超声波成像的原理对车钩表面缺陷进行检测。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：一种车钩结构健康监测装置，包括若干检测单元；所述检测单元包括激励波导传感器，用于激发超声波；自发自收接收波导传感器，用于接收本检测单元的激励波导传感器激发的超声波信号；普通接收波导传感器，用于接收其他检测单元的激励波导传感器激发的超声波信号。检测单元可单独使用，也可配对使用。只要缺陷位于超声波收发路径上即可被检测出来。单独使用时，自发自收接收波导传感器用于接收本检测单元的激励波导传感器所激发的超声波，其成像效果更好但检测范围较窄。配对使用时，自发自收接收波导传感器和普通接收波导传感器均用于接收其他激励波导传感器所激发的超声波，尽管成像质量有所折扣，但检测范围广。

作为一种改进，所述激励波导传感器与自发自收接收波导传感器利用壳体进行封装；所述普通接收波导传感器的导线延伸进壳体，与激励波导传感器和自发自收接收波导传感器的导线汇聚成主线缆后贯穿壳体与超声波主机连接。其目的在于方便线缆的收纳，避免过多的导线相互纠缠。

作为一种改进，所述普通接收波导传感器为分设与壳体两侧的两个。对于成像来说，接收波导传感器越多越好，但基于经济性考虑，2个普通接收波导传感器已经完全能够满足需求。