[发明专利]一种双轨式探伤车智能喷水装置及方法

说明书

本发明公开了一种双轨式探伤车智能喷水装置，包括水箱、恒压泵、三个流量计、三个电磁阀、三个喷头、连接管路及控制器；水箱连接恒压泵，恒压泵通过连接管路连接三个喷头，三个喷头所属管路上各设置一个流量计、一个电磁阀；恒压泵提供恒定水压，控制器控制各电磁阀开或关以控制喷水或停喷；所述三个喷头中第一喷头垂直于钢轨表面，起到预湿钢轨的作用；第二喷头正对轮式探头的表面，起到湿润轮式探头的作用；第三喷头正对钢轨和轮式探头的接合面处，直接填充钢轨和轮式探头间的细小缝隙。本发明结构布局合理，耦合效果好。

技术领域

本发明涉及安装在轨道上检测钢轨伤损的探伤车的喷水装置，具体地说是一种双轨式探伤车智能喷水装置及方法。

背景技术

探伤装置广泛适用于对现有普通铁路、高速铁路、城市地铁或轻轨所使用钢轨进行检测。目前，应用最广泛的探伤车是超声波探伤仪车。超声波检测的原理是，当探头中的超声探头(压电晶片)受到系统发出的超声发射信号(即“高电压脉冲”)激励之后，会按照自身固有的振动频率振动。超声在钢轨中传播，遇到钢轨中存在裂缝、缺陷或空洞，部分超声波能量将被反射回来，反射回来的能量被晶片接收后即为回波。各种不同的超声探头得到的回波在超声换能器中转化成电信号，再经过模拟处理、数字处理、空间转换、伤损识别，最终在显示控制计算机上以图像形式显示出来，完成钢轨不同部位、不同形态伤损的检测过程。

双轨式钢轨探伤仪采用超声波探测钢轨内部的伤损，因为采用高频超声波，故在空气中衰减严重，所以需要采用液体填充探头和钢轨间的缝隙，称之为耦合。一般在轮内充满专用耦合液，而在轮外喷水提高耦合效果。当前市场上的双规式钢轨探伤车普遍采用普通的扇形喷头，对着轮式探头的前面一处喷洒，喷出水柱为一条线，喷水压力波动大，耗水量大，容易堵塞，耦合效果差。

发明内容

本发明针对目前双轨式钢轨超声波探伤车喷水装置喷水压力波动大，耗水量大，容易堵塞，耦合效果差等问题，提出一种双轨式探伤车智能喷水装置及方法，关键特征是一种基于三个喷头的喷水装置和三相变占空比开关喷水控制方法。本发明的具体技术方案是：

本发明首先公开了一种双轨式探伤车智能喷水装置，由恒压泵、三个电磁阀、三个喷头及控制器构成。恒压泵提供恒定水压，控制器控制各电磁阀开或关以控制喷水或停喷。所述三个喷头中第一喷头垂直于钢轨表面，起到预湿钢轨的作用，第二喷头正对轮式探头的表面，起到湿润轮式探头的作用，第三喷头正对钢轨和轮式探头的接合面处，直接填充钢轨和轮式探头间的细小缝隙。

恒压泵管路的输入口放入水箱内，恒压泵的管路输出口端接3个流量计的管路输入端，各个流量计的管路输出端与对应电磁阀管路输入端相连，各电磁阀的管路输出端接对应喷头。

控制器信号输入端接流量计信号输出端用于检测各喷水管路流量，控制器信号输出端接恒压泵的信号输入端和电磁阀的信号输入端，用于控制各喷水管路喷水量。

每个喷头是一种椭圆形出口雾化喷头，其结构包括：喷头主体；压芯；侧过滤网；滤网固定芯四部分。压芯通过螺牙拧进喷头主体内，侧过滤网安装于滤网固定芯上，滤网固定芯通过螺牙拧进喷头主体内。采用侧过滤网替代直过滤网，过滤面积大，不易堵塞。

本发明还公开了一种双轨式探伤车智能喷水方法，采用恒压、三相位互补、变周期、变占空比、脉冲喷水控制。水箱、恒压泵、三个流量计、三个电磁阀、三个喷头由连接管路构成喷水管路，其中恒压泵保证水压恒定；所述三相位互补指一次喷水过程包含两个并行的喷水周期T，第一喷头、第二喷头喷水周期为T/2,共占一个喷水周期T的前后半周期；第三喷头独占一个喷水周期T，与第一喷头起始时间同步。第一喷头、第二喷头和第三喷头的占空比互不相同，各个喷头按照各自占空比开关。T的大小与探伤车速度成反比，探伤车行驶速度越快，T越小。具体喷水周期T表示为：

T＝T₀+k/V_m，其中：T₀为避免电磁发高频震荡的最小开关周期，k为电磁阀开关周期比例系数，V_m为实测探伤车行驶速度。