钢轨特殊位置防断预报器的制作方法

1.本发明属于铁路监测维护设备技术领域，更具体地说，是涉及一种钢轨特殊位置防断预报器。


背景技术：

2.现阶段钢轨探伤工作，仅有探伤车探伤、路轨探伤、双轨探伤、焊缝探伤、道岔防断报警装置等几种手段，除道岔防断报警装置是永久固定在道岔上，且能实行实时报警外，其他的均是严格根据周期进行周期性覆盖检查。
3.在人民至上，生命至上的大背景下，钢轨防断轨工作显得尤为重要，从而确保人民生命财产安全得到有效保证及保障高铁持续稳定不间断运行，而现有的周期性覆盖检查存在检查盲区及检查空档期的现象，而钢轨如果在检查空档期出现暗伤，则会对高铁的安全运行造成重大隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能够及时的对钢轨的暗伤进行检测、报警较为及时、检测较为全面的钢轨特殊位置防断预报器，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种钢轨特殊位置防断预报器，包括多个超声波探伤头发射端、多个超声波探伤头接收端、多个数据线缆、控制器、报警器和供电机构，多个超声波探伤头发射端用于间隔设在钢轨一侧，且与超声波探伤头发射端一一对应设置，以发射超声波；多个超声波探伤头接收端用于间隔设在钢轨另一侧，以接收超声波；多个数据线缆分别与多个超声波探伤头发射端和多个超声波探伤头接收端连接，以传输数据，且与不同的超声波探伤头发射端或不同的超声波探伤头接收端连接的数据线缆设有不同可视特征，以通过视觉进行分辨；控制器与多个数据线缆连接，以控制超声波探伤头发射端发射超声波，并接收和分析超声波探伤头接收端传递来的数据；报警器与控制器电连接，用以发出报警信号；供电机构与控制器电连接，以进行供电。
6.在一种可能的实现方式中，数据线缆均套设有粗胶线套，可视特征包括不同的颜色、形状或标记物。
7.在一种可能的实现方式中，钢轨特殊位置防断预报器还包括电柜，控制器、报警器和供电机构均设在电柜上。
8.在一种可能的实现方式中，电柜上设有无线通信模块，无线通信模块与控制器电性连接，以向外发送信号。
9.在一种可能的实现方式中，供电机构包括电池座、蓄电池、太阳能电池板和太阳能控制器，电池座设置在电柜的底部内壁上，蓄电池设置在电池座上，电池座与控制器电性连接，太阳能电池板设置在电柜的顶部，太阳能控制器设置在电柜内，太阳能控制器与太阳能电池板和电池座电性连接。
10.在一种可能的实现方式中，电柜上设置有柜门，柜门上设置有观察窗口。
11.在一种可能的实现方式中，控制器上设有连接面板，多个数据线缆的一端均设置有插头，多个插头均与连接面板相连。
12.在一种可能的实现方式中，超声波探伤头发射端和超声波探伤头接收端通过定型固定组件固定在钢轨上。
13.在一种可能的实现方式中，定型固定组件包括安装座、弹性件、滑块、电磁铁和调压模块，安装座用于与钢轨连接，且内部设有朝向钢轨的滑腔，弹性件和滑块均设在滑腔内，弹性件两端分别与滑腔底部和滑块连接，以牵动滑块离开钢轨，滑块与滑腔滑动配合，滑块朝向钢轨的一侧设有用于固定超声波探伤头发射端或超声波探伤头接收端的安装槽，电磁铁设在滑块上，用于在通电后带动滑块运动使得固定在安装槽内的超声波探伤头发射端或超声波探伤头接收端贴紧在钢轨上，电磁铁通过调压模块与数据线缆连接，以进行供电。
14.在一种可能的实现方式中，安装座通过夹具固定或粘接固定在钢轨的轨腰上。
15.本发明提供的钢轨特殊位置防断预报器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过多个超声波探伤头发射端、多个超声波探伤头接收端、多个数据线缆、控制器、报警器和供电机构的配合，在使用时控制器控制多个超声波探伤头发射端发射超声波，多个超声波探伤头接收端在接收超声波后将信号传递给控制器，控制器分析出对应的超声波探伤头发射端和超声波探伤头接收端信号异常后，控制报警器发出报警信号，这样就能及时得对钢轨的暗伤进行检测，且报警较为及时，检测较为全面。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
17.图1为本发明提供的一种较佳实施例的结构示意图；
18.图2为图1中机柜的正视剖视结构示意图；
19.图3为图1中机柜的正视外观结构示意图；
20.图4为图1所示的a部分放大示意图；
21.图5为图2所示的b部分放大示意图；
22.图6为本发明提供的另一种较佳实施例的定型固定组件部位的结构示意图；
23.图7为本发明提供的再一种较佳实施例的的超声波探伤头发射端和超声波探伤头接收端的安装位置的侧视示意图；
24.图8本发明提供的再一种较佳实施例的的超声波探伤头发射端和超声波探伤头接收端的安装位置的主视示意图。
25.图中标号：
26.1、钢轨；2、超声波探伤头发射端；3、超声波探伤头接收端；4、数据线缆；5、粗胶线套；6、电柜；7、控制器；8、连接面板；9、插头；10、无线通信模块；11、报警器；12、电池座；13、蓄电池；14、太阳能电池板；15、太阳能控制器；16、柜门；17、观察窗口；18、安装座；19、滑腔；20、弹性件；21、滑块；22、电磁铁。
具体实施方式
27.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.需要进一步说明的是，本发明的附图和实施方式主要对本发明的构思进行描述说明，在该构思的基础上，一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全，但是在本领域技术人员理解本发明的构思的前提下，本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。
29.当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
30.术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
32.现对本发明提供的钢轨特殊位置防断预报器进行说明。
33.请一并参阅图1及图2，本发明第一实施方式提供的钢轨特殊位置防断预报器，包括多个超声波探伤头发射端2、多个超声波探伤头接收端3、多个数据线缆4、控制器7、报警器11和供电机构，多个超声波探伤头发射端2用于间隔设在钢轨1一侧，以发射超声波；多个超声波探伤头接收端3用于间隔设在钢轨1另一侧，以接收超声波，且与超声波探伤头发射端2一一对应设置；多个数据线缆4分别与多个超声波探伤头发射端2和多个超声波探伤头接收端3连接，以传输数据，且与不同的超声波探伤头发射端2或不同的超声波探伤头接收端3连接的数据线缆4设有不同可视特征，以通过视觉进行分辨；控制器7与多个数据线缆4连接，以控制超声波探伤头发射端2发射超声波，并接收和分析超声波探伤头接收端3传递来的数据；报警器11与控制器7电连接，用以发出报警信号；供电机构与控制器7电连接，以进行供电。
34.本实施例提供的钢轨特殊位置防断预报器，与现有技术相比，通过多个超声波探伤头发射端2、多个超声波探伤头接收端3、多个数据线缆4、控制器7、报警器11和供电机构的配合，在使用时控制器7控制多个超声波探伤头发射端2发射超声波，多个超声波探伤头接收端3在接收超声波后将信号传递给控制器7，控制器7分析出对应的超声波探伤头发射端2和超声波探伤头接收端3信号异常后，控制报警器11发出报警信号，这样就能及时得对钢轨的暗伤进行检测，且报警较为及时，检测较为全面。
35.请一并参阅图1至图5，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：
36.数据线缆4均套设有粗胶线套5，以保护数据线缆4，可视特征包括不同的颜色、形
状或标记物等特征中的一种或多种。
37.钢轨特殊位置防断预报器还包括电柜6，控制器7、报警器11和供电机构均设在电柜6上。
38.电柜6上设有无线通信模块10，无线通信模块10与控制器7电性连接，以向外发送信号。
39.供电机构包括电池座12、蓄电池13、太阳能电池板14和太阳能控制器15，电池座12设置在电柜6的底部内壁上，蓄电池13设置在电池座12上，电池座12与控制器7电性连接，太阳能电池板14设置在电柜6的顶部，太阳能控制器15设置在电柜6内，太阳能控制器15与太阳能电池板14和电池座12电性连接。蓄电池13可以是锂电池，也可以是铅酸电池等其他形式电池。
40.电柜6上设置有柜门16，柜门16上设置有观察窗口17。
41.超声波探伤头发射端2发射信号频次可以根据需要确定，可以是一天三至四次，也可以更多或更少。
42.多个超声波探伤头发射端2和多个超声波探伤头接收端3一一对应设置，确保能准确反应伤损位置。一个超声波探伤头发射端2与其对应的超声波探伤头接收端3为一个测点。如图7和图8所示，超声波探伤头发射端2和超声波探伤头接收端3可以成对设置在轨头下部、轨腰或轨底；多个对超声波探伤头发射端2和超声波探伤头接收端3可以在轨头下部、轨腰或轨底根据需要排列。
43.报警器11可以是信号报警装置，以便在报警的时候能清晰看出来在哪条铁路、哪个里程、上下行、左右股、具体钢轨伤损位置单元等信息。
44.同时，在一些实施例中，钢轨内外侧均需要布设同等数量的测点，且钢轨内外侧特殊断面，如钢轨焊接处等部位，其两侧均需要布设测点；测点横向埋设的在特殊断面两侧，从轨顶下额到轨底板，内外侧单侧埋设4个测点，整个钢轨断面需要4组测点；内外侧轨腰部位分别需要4-6组测点，分别是内外侧发射超声波端及接收超声波端，内外侧纵向测点加起来大概需要8-12组。
45.本实施例提供的钢轨特殊位置防断预报器的工作原理如下：
46.使用时，通过多个超声波探伤头发射端2和多个超声波探伤头接收端3对钢轨1进行探伤，正常连接完好的钢轨及焊缝，发射后的超声波波峰波谷衰减较低或几乎无衰减，有内部裂纹的会有超声波能量损失，会产生波峰波谷的衰减，甚至出现断轨后直接接收不到超声波的现象，根据超声波的接收信号强弱跟有无，调整接收报警灵敏度，即可得出钢轨状况，伤损处所在位置，通过多个超声波探伤头接收端3将超声波的接收情况反馈给控制器7，通过控制器7对数据进行分析，如果探测出损伤情况，则控制启动报警器11进行报警，并通过无线通信模块10将损伤钢轨的线路、里程和上下行等情况上报至后台服务器，从而便于维护人员及时前往抢修，该装置每6-8小时对钢轨进行一轮探伤，每日进行3-4次探伤扫描，扫描频次依照从钢轨断面至上而下的方式逐次进行扫描，每个点发射及接收完毕后30秒进行下一个点的发射扫描工作，大约一次完成全断面扫描在15-20分钟以内，也可根据扫描精度调整为每个点发射接收10秒后进行下一个点的发射扫描，为的是不干扰下一个点数据收集即可，扫描分为钢轨断面里口再到外口的方式进行，扫描一轮结束后能处于待机状态，这方便很好地节约电量，提高现场更换电池的时效；
47.通过蓄电池13可以对该装置进行供电，并且蓄电池13为可插拔设计，便于进行更换，通过太阳能电池板14和太阳能控制器15可以为蓄电池13进行充电，从而保证该装置的持续运行。
48.与相关技术相比较，本发明提供的钢轨薄弱点及焊缝防断预报器具有如下
49.有益效果：
50.本发明提供一种钢轨薄弱点及焊缝防断预报器，通过多个超声波探伤头发射端2和多个超声波探伤头接收端3对钢轨1进行探伤，通过多个数据线缆4可以使多个超声波探伤头发射端2和多个超声波探伤头接收端3与控制器7之间进行数据交互，通过多个粗胶线套5可以对多个数据线缆4进行保护，通过供电机构可以对该装置进行供电，通过连接面板8和多个插头9可以使多个数据线缆4较为方便的连接在控制器7上，通过无线通信模块10可以使控制器7能够连接铁路系统的内网，从而将损伤钢轨的线路、里程和上下行等情况上报至后台服务器，从而便于维护人员及时前往抢修，通过报警器11可以对巡查的维护人员进行提醒，通过电池座12能够安装蓄电池13并且能够使蓄电池13的更换较为方便，通过太阳能电池板14和太阳能控制器15可以为蓄电池13进行充电，从而保证该装置的持续运行，通过观察窗口17能够便于工作人员检查控制器7的运行情况。
51.请参阅图6，本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下：
52.控制器7上设有连接面板8，多个数据线缆4的一端均设置有插头9，多个插头9均与连接面板8相连。
53.超声波探伤头发射端2和超声波探伤头接收端3通过定型固定组件固定在钢轨1上。
54.为避免列车经过的震动造成超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3松脱或失效，定型固定组件包括安装座18、弹性件20、滑块21、电磁铁22和调压模块，安装座18用于与钢轨1连接，且内部设有朝向钢轨1的滑腔19，弹性件20和滑块21均设在滑腔19内，弹性件20两端分别与滑腔19底部和滑块21连接，以牵动滑块21离开钢轨1，滑块21与滑腔19滑动配合，滑块21朝向钢轨1的一侧设有用于固定超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3的安装槽，电磁铁22设在滑块21上，用于在通电后带动滑块21运动使得固定在安装槽内的超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3贴紧在钢轨1上，电磁铁22通过调压模块与数据线缆4连接，以进行供电。
55.在数据线缆4不通电时滑块21受到弹性件20的弹力，将超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3与钢轨1分离，这样在车经过时，传递到超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3的震动会被大大削减，不会导致其损坏失效；而在需要进行检测时，数据线缆4通电，使得电磁铁22产生吸附力，并使超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3紧贴在钢轨1上，使得超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3能够正常工作。
56.为保证安装座18的连接稳固性，安装座18通过夹具固定或粘接固定在钢轨1的轨腰上，安装座18的连接固定方式不会像超声波探伤头发射端2或超声波探伤头接收端3一样受限，连接性能的要求也更低，有利于保证连接的稳定。
57.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于，包括：多个超声波探伤头发射端(2)，用于间隔设在钢轨(1)一侧，以发射超声波；多个超声波探伤头接收端(3)，用于间隔设在钢轨(1)另一侧，且与超声波探伤头发射端(2)一一对应设置，以接收超声波；多个数据线缆(4)，分别与多个所述超声波探伤头发射端(2)和多个所述超声波探伤头接收端(3)连接，以传输数据，且与不同的超声波探伤头发射端(2)或不同的超声波探伤头接收端(3)连接的数据线缆(4)设有不同可视特征，以通过视觉进行分辨；控制器(7)，与多个数据线缆(4)连接，以控制超声波探伤头发射端(2)发射超声波，并接收和分析超声波探伤头接收端(3)传递来的数据；报警器(11)，与所述控制器(7)电连接，用以发出报警信号；供电机构，与所述控制器(7)电连接，以进行供电。2.如权利要求1所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述数据线缆(4)均套设有粗胶线套(5)，所述可视特征包括不同的颜色、形状或标记物。3.如权利要求1所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述钢轨特殊位置防断预报器还包括电柜(6)，所述控制器(7)、所述报警器(11)和所述供电机构均设在所述电柜(6)上。4.如权利要求3所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述电柜(6)上设有无线通信模块(10)，所述无线通信模块(10)与所述控制器(7)电性连接，以向外发送信号。5.如权利要求3所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述供电机构包括电池座(12)、蓄电池(13)、太阳能电池板(14)和太阳能控制器(15)，所述电池座(12)设置在所述电柜(6)的底部内壁上，所述蓄电池(13)设置在所述电池座(12)上，所述电池座(12)与所述控制器(7)电性连接，所述太阳能电池板(14)设置在所述电柜(6)的顶部，所述太阳能控制器(15)设置在所述电柜(6)内，所述太阳能控制器(15)与所述太阳能电池板(14)和所述电池座(12)电性连接。6.如权利要求3所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述电柜(6)上设置有柜门(16)，所述柜门(16)上设置有观察窗口(17)。7.如权利要求1所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述控制器(7)上设有连接面板(8)，多个所述数据线缆(4)的一端均设置有插头(9)，多个所述插头(9)均与所述连接面板(8)相连。8.如权利要求1所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述超声波探伤头发射端(2)和所述超声波探伤头接收端(3)通过定型固定组件固定在所述钢轨(1)上。9.如权利要求8所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述定型固定组件包括安装座(18)、弹性件(20)、滑块(21)、电磁铁(22)和调压模块，所述安装座(18)用于与钢轨(1)连接，且内部设有朝向所述钢轨(1)的滑腔(19)，所述弹性件(20)和所述滑块(21)均设在所述滑腔(19)内，所述弹性件(20)两端分别与所述滑腔(19)底部和所述滑块(21)连接，以牵动所述滑块(21)离开所述钢轨(1)，所述滑块(21)与所述滑腔(19)滑动配合，所述滑块(21)朝向所述钢轨(1)的一侧设有用于固定所述超声波探伤头发射端(2)或所述超声波探伤头接收端(3)的安装槽，所述电磁铁(22)设在所述滑块(21)上，用于在通电后带动滑块(21)运动使得固定在所述安装槽内的所述超声波探伤头发射端(2)或所述超声波探伤头接
收端(3)贴紧在钢轨(1)上，所述电磁铁(22)通过调压模块与所述数据线缆(4)连接，以进行供电。10.如权利要求9所述的钢轨特殊位置防断预报器，其特征在于：所述安装座(18)通过夹具固定或粘接固定在所述钢轨(1)的轨腰上。

技术总结
本发明提供了一种钢轨特殊位置防断预报器，属于铁路监测维护设备技术领域。本发明通过多个超声波探伤头发射端、多个超声波探伤头接收端、多个数据线缆、控制器、报警器和供电机构的配合，在使用时控制器控制多个超声波探伤头发射端发射超声波，多个超声波探伤头接收端在接收超声波后将信号传递给控制器，控制器分析出对应的超声波探伤头发射端和超声波探伤头接收端信号异常后，控制报警器发出报警信号，这样就能及时得对钢轨的暗伤进行检测，且报警较为及时，检测较为全面。检测较为全面。检测较为全面。


技术研发人员：孔超 鲜国 华勇 孔维林 孔颖 宋仕荣 邓世凯 王洋洋 李源杰 宋立瑀
受保护的技术使用者：孔超
技术研发日：2022.11.16
技术公布日：2023/5/13