列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103149275A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103149275103149275A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201310058370.6(22)申请日2013.02.25(71)申请人唐山百川工业设计研究有限公司地址063020河北省唐山市高新技术开发区火炬路169号(72)发明人陈德君罗银生薛贞西张德群张大龙(74)专利代理机构唐山永和专利商标事务所13103代理人张云和(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图10页附图10页(54)发明名称列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法(57)摘要本发明涉及列车车轮超声波探伤方法，具体是一种列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法。它是在轨道面以下依次间隔布置数个探头，利用液导超声，通过载波液体与轮对踏面实现超声波直接耦合；利用车轮碾过探头上方区域过程形成的探头与车轮的位置关系，使每个探头形成一个扇型扫描区域，各个扇形扫查区域合成在一起，形成一个涵盖整个车轮的扫描检测区域，超声波从探头经由液体介质传导到车轮以非直接接触式完成对整个车轮的扫描式超声波探伤。本发明优点是耦合性能达到极致且稳定可靠；探测能力强，检测密度为当前阵列式设备的10-20倍，探头数量为当前阵列式设备的1/5到1/10；没有机械接触和机械运动部件，设备安装、维护简便。CN103149275ACN10349275ACN103149275A权利要求书1/1页1.一种列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法，其特征在于，在检测轨道上分别布置超声探头，利用液导超声，通过载波液体与轮对踏面实现超声波直接耦合；利用车轮碾过探头上方区域过程形成的探头与车轮的位置关系，使每个探头形成一个扇型的扫描区域，各个扇形扫查区域合成在一起，形成一个涵盖整个车轮的扫描检测区域，超声波从探头经由液体介质传导到车轮非直接接触式完成对整个车轮的扫描式超声波探伤。2.根据权利要求1所述的列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法，其特征在于，所述探头位于轨道平面以下，在一侧轨道轮辋宽度范围内，分别在轮辋内侧的轮缘下方、轮辋中部和轮辋外侧布置探头。3.根据权利要求1或2所述的列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法，其特征在于，在轨道方向上，依据车轮圆周展开长度范围，等间距或不等间距布置探头，所有探头的检测区域合成后涵盖整个车轮。4.根据权利要求1所述的列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法，其特征在于，所述车轮与探头的位置关系基于超声波入射到车轮弧形面，随车轮与探头的位置改变，超声波的入射角连续变化，当前入射点只在车轮踏面的弧面上微量移动。5.根据权利要求1或4所述的列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法，其特征在于，当超声波的入射角在±28度范围内连续变化，对应车轮中产生连续的折射波形，此折射波形包括±80度范围纵波和横波。6.根据权利要求1或4所述的列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法，其特征在于，车轮经过探头区域时，探头发生的超声波频率为100-2000hz。2CN103149275A说明书1/3页列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法技术领域[0001]本发明涉及铁路列车车轮超声波探伤检测方法，具体是一种列车车轮液导超声波探头阵列探伤检测方法。背景技术[0002]目前，对车轮在线通过式探伤有两种方式，一种是电磁超声表面波探伤，当车轮经过电磁超声波探头时，在车轮表面激发出两路相向而行的超声表面波，能够发现踏面下8mm范围内的径向缺陷；二是阵列式超声波探伤以专利201020147840.8方式，在一段探测轨道上连续布置多组超声波探头，当车轮滚过超声探头的瞬时，该探头激发并在车轮内部产生一条声束，声束扩散角范围内为被探查的区域，车轮滚过所有约450个不同种类的探头后完成整个车轮的探伤。上述两种方式都有很大的局限性。方式一只能检测踏面下8mm范围内的缺陷，相对整个车轮检测范围很小，实际应用局限性很大。方式二中应用的探头数量大，探头自然状态时上平面高于轨道平面，车轮到达时将探头压低，车轮碾过后探头靠弹簧力恢复原位。为保证探头与车轮圆弧面的贴合，探头在周向上与轴向上都有运动，探头与车轮直接接触并伴随上下方向、周向上与轴向上的运动从而造成设备的机械磨损，探头与车轮间隙依靠喷淋到车轮表面的水进行超声耦合，耦合效果有一定的随机性，不能保证稳定可靠的长久工作。另外探头的密度受探头的机械尺寸的限制，再加上覆盖整个车轮采用了三种不同类型的探头，三种需要间隔的排列，同种检测类型的探头的间隔距离就变得很大，造成检测密度减低，检测的重复性差，出现误判与漏检现象。发明内容[0003]本发明旨在于解决上述背