本發(fā)明涉及探傷技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

鐵路安全是鐵路運(yùn)輸中永恒的主題，是保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的必要條件。如今隨著鐵路運(yùn)行速度和載重量的不斷提高，在鋼軌踏面上易形成大量的表面缺陷，表面缺陷會(huì)逐漸向鋼軌內(nèi)部擴(kuò)展，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成鋼軌的斷裂，危害行車(chē)安全，所以加強(qiáng)對(duì)容易產(chǎn)生缺陷的鋼軌踏面的無(wú)損探傷至關(guān)重要。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼軌踏面缺陷進(jìn)行探傷主要采用傳統(tǒng)的壓電超聲方法。該方法屬于接觸式探傷，對(duì)鋼軌踏面上表面和近表面的缺陷檢測(cè)靈敏度低，而且探傷過(guò)程中受到需要使用耦合劑、對(duì)鋼軌踏面表面狀態(tài)要求高等局限性的限制，不能實(shí)現(xiàn)鋼軌踏面缺陷的快速探傷，其最高檢測(cè)時(shí)速僅為80km/h，所以難以滿足現(xiàn)代鐵路發(fā)展的需要。

現(xiàn)有的探傷技術(shù)大多是傳統(tǒng)的超聲探傷方法，其具有探傷速度慢、精度低、不能全面覆蓋等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)及方法，通過(guò)設(shè)置控制裝置以及多個(gè)激光聲磁探傷器，多個(gè)激光聲磁探傷器按照預(yù)設(shè)間距排布，激光聲磁探傷器包括激光超聲激勵(lì)裝置、超聲衍射橫波接收裝置以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，控制裝置根據(jù)超聲衍射橫波接收裝置接收的信號(hào)的幅值判斷是否存在缺陷信號(hào)，并獲取缺陷位置，可以較快的且較為準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)待探傷區(qū)域的探傷，以改善現(xiàn)有技術(shù)中探傷速度慢以及低精度的缺陷問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)，所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)包括控制裝置以及多個(gè)激光聲磁探傷器，所述多個(gè)激光聲磁探傷器與控制裝置電性連接，所述多個(gè)激光聲磁探傷器按照預(yù)設(shè)間距排布，所述激光聲磁探傷器包括激光超聲激勵(lì)裝置、超聲衍射橫波接收裝置以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述激光超聲激勵(lì)裝置以及超聲衍射橫波接收裝置與控制裝置電性連接，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述激光超聲激勵(lì)裝置的聚焦效果，以及用于調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置的位置，所述激光超聲激勵(lì)裝置用于發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至待測(cè)物表面，所述超聲衍射橫波接收裝置用于接收從待測(cè)物表面產(chǎn)生的超聲衍射橫波信號(hào)，所述控制裝置根據(jù)所述超聲衍射橫波信號(hào)的幅值判斷是否存在缺陷信號(hào)，并對(duì)存在的所述缺陷信號(hào)對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行定位，獲取到缺陷位置。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)中，所述激光超聲激勵(lì)裝置包括脈沖激光器以及線型聚焦單元，所述線型聚焦單元設(shè)置于所述脈沖激光器的激光出射通道，所述線型聚焦單元由柱面透鏡以及可調(diào)焦距的光學(xué)鏡架組成，所述脈沖激光器用于發(fā)射脈沖激光束，所述線型聚焦單元用于對(duì)所述脈沖激光束進(jìn)行聚焦。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括帶刻度線的光具座，所述光具座的刻度線的排列方向?yàn)榕c脈沖激光器的激光出射通道平行的方向，所述柱面透鏡通過(guò)所述光學(xué)鏡架設(shè)置于所述光具座，所述柱面透鏡可在所述光具座的刻度線排列方向移動(dòng)，且脈沖激光器發(fā)射的脈沖激光束通過(guò)所述柱面透鏡，所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括水平定位螺栓、固定座、絲杠以及手輪，所述超聲衍射橫波接收裝置通過(guò)水平定位螺栓設(shè)置于固定座的可移動(dòng)件，所述手輪與所述絲桿可活動(dòng)連接，所述可移動(dòng)件以及固定件均垂直于所述固定座，所述手輪通過(guò)絲桿與所述可移動(dòng)件連接，所述可移動(dòng)件可相對(duì)于所述固定件在所述固定座的刻度線排列方向上移動(dòng)，所述水平定位螺栓用于調(diào)節(jié)所述超聲衍射橫波接收裝置相對(duì)于所述固定座的距離，所述手輪用于調(diào)節(jié)所述超聲衍射橫波接收裝置與所述固定件的距離，以調(diào)節(jié)所述超聲衍射橫波接收裝置使用時(shí)的水平方向和豎直方向的位置。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)中，所述超聲衍射橫波接收裝置包括橫波電磁超聲傳感器、高速數(shù)據(jù)采集模塊以及光電探測(cè)器，所述高速數(shù)據(jù)采集模塊與所述電磁超聲傳感器以及光電探測(cè)器電性連接，所述橫波電磁超聲傳感器用于檢測(cè)從待測(cè)物表面產(chǎn)生的超聲衍射橫波信號(hào)，所述光電探測(cè)器用于檢測(cè)所述激光超聲激勵(lì)裝置發(fā)射的脈沖激光信號(hào)，所述高速數(shù)據(jù)采集模塊用于采集橫波電磁超聲傳感器以及光電探測(cè)器檢測(cè)的信號(hào)，所述光電探測(cè)器檢測(cè)到脈沖激光信號(hào)后產(chǎn)生觸發(fā)所述高速數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集的信號(hào)。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)中，所述橫波電磁超聲傳感器包括探傷線圈、多級(jí)放大器、濾波檢波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述探傷線圈、多級(jí)放大器、濾波檢波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次順次電性連接，所述探傷線圈用于探測(cè)超聲衍射橫波信號(hào)，所述多級(jí)放大器用于對(duì)超聲衍射橫波信號(hào)進(jìn)行放大，所述濾波檢波器用于對(duì)放大后的超聲衍射橫波信號(hào)進(jìn)行濾波檢波。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)中，所述激光聲磁探傷器還包括殼體，所述激光聲磁超聲激勵(lì)裝置設(shè)置于所述殼體內(nèi)的一側(cè)，所述超聲衍射橫波接收裝置設(shè)置于所述殼體內(nèi)與所述激光聲磁超聲激勵(lì)裝置相對(duì)的另一側(cè)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置所述于殼體內(nèi)所述激光聲磁超聲激勵(lì)裝置所在一側(cè)的表面，所述第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述殼體內(nèi)所述超聲衍射橫波接收裝置所在一側(cè)的表面，所述超聲衍射橫波接收裝置的光電探測(cè)器設(shè)置于所述激光超聲激勵(lì)裝置的激光出射的方向，所述高速數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)置于殼體外。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)中，所述控制裝置包括探傷器控制模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及顯示模塊，所述探傷器控制模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及顯示模塊依次電性連接，所述探傷器控制模塊用于控制所述多個(gè)激光聲磁探傷器同步啟動(dòng)，所述數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)每個(gè)激光聲磁探傷器傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理并根據(jù)缺陷幅度報(bào)警閾值以及接收信號(hào)的位置判斷缺陷信號(hào)及其位置，所述顯示模塊用于接收數(shù)據(jù)分析模塊的信息并對(duì)探傷結(jié)果進(jìn)行顯示。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)中，所述預(yù)設(shè)間距d＝v/f，其中，v為探傷速度，f為所述激光聲磁探傷器中脈沖激光器的重復(fù)頻率，l為橫波電磁超聲傳感器的有效探傷長(zhǎng)度，d為所述預(yù)設(shè)間距，所述多個(gè)激光聲磁探傷器的數(shù)量n≥d/l。

一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法，應(yīng)用于上述的激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)，所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法包括：利用所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)對(duì)實(shí)物進(jìn)行預(yù)探傷，獲取到預(yù)探傷結(jié)果；根據(jù)所述預(yù)探傷結(jié)果調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，使所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)滿足探傷要求；將調(diào)整好的所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)固定于探傷車(chē)，對(duì)待檢測(cè)實(shí)物進(jìn)行探傷，獲取到探傷數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，上述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法中，所述對(duì)實(shí)物進(jìn)行探傷包括：所述控制裝置控制所述激光超聲激勵(lì)裝置發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至實(shí)物表面；所述超聲衍射橫波接收裝置接收超聲衍射橫波信號(hào)并傳輸至所述控制裝置；所述控制裝置判斷所述超聲衍射橫波信號(hào)是否為缺陷信號(hào)，并通過(guò)探傷初始位置l1、接收到缺陷信號(hào)的時(shí)間t1、探傷速度v、接收到缺陷信號(hào)的激光聲磁探傷器編號(hào)n’、預(yù)設(shè)間距d1對(duì)鋼軌上缺陷位置l進(jìn)行定位，定位公式為：l＝l1+v*t1+d1*(n'-1)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果：本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)及方法，該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)包括控制裝置以及多個(gè)激光聲磁探傷器，多個(gè)激光聲磁探傷器與控制器電性連接。多個(gè)激光聲磁探傷器按照預(yù)設(shè)間距排布。激光聲磁探傷器包括激光超聲激勵(lì)裝置、超聲衍射橫波接收裝置以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，激光超聲激勵(lì)裝置用于發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至待測(cè)物表面，超聲衍射橫波接收裝置用于接收從待測(cè)物表面產(chǎn)生的超聲衍射橫波信號(hào)，控制裝置根據(jù)超聲衍射橫波信號(hào)的幅值判斷是否存在缺陷信號(hào)，并獲取到缺陷位置。該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)可以較快的且較為準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)待探傷區(qū)域的探傷，以改善現(xiàn)有技術(shù)中探傷速度慢以及低精度的缺陷問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光探傷器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法的原理圖；

圖4示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的另一種原理圖；

圖5示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)的探傷過(guò)程示意圖；

圖6示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的虛線框內(nèi)容的放大圖；

圖7示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的不存在缺陷時(shí)的探傷波形圖；

圖8示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的存在缺陷時(shí)的探傷波形圖；

圖9示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法的流程圖。

圖標(biāo)：100-激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)；110-控制裝置；120-激光聲磁探傷器；130-激光超聲激勵(lì)裝置；131-脈沖激光器；132-線型聚焦單元；133-激光線源；140-超聲衍射橫波接收裝置；141-橫波電磁超聲傳感器；142-高速數(shù)據(jù)采集模塊；143-光電探測(cè)器；150-調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；151-第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；152-光具座；153-第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；154-水平定位螺栓；155-固定座；156-絲桿；157-手輪；160-超聲表面波；161-缺陷；162-反射波；163-透射波；164-衍射橫波；165-激光束。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有的鋼軌探傷技術(shù)存在探傷速度慢以及精度等缺陷問(wèn)題。

鑒于上述情況，發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和大量的實(shí)踐，提供了一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)及方法以改善現(xiàn)有問(wèn)題。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

第一實(shí)施例

本發(fā)明第一實(shí)施例提供了一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100包括控制裝置110以及多個(gè)激光聲磁探傷器120。多個(gè)激光聲磁探傷器120與控制裝置110電性連接，多個(gè)激光聲磁探傷器120按照預(yù)設(shè)間距排布。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，激光聲磁探傷器120包括激光超聲激勵(lì)裝置130、超聲衍射橫波接收裝置140以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)150。激光超聲激勵(lì)裝置130以及超聲衍射橫波接收裝置140分別與控制裝置110電性連接。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，多個(gè)激光聲磁探傷器120可以按照預(yù)設(shè)間距排布成一列。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，如圖2所示，激光超聲激勵(lì)裝置130包括脈沖激光器131以及線型聚焦單元132。其中，線型聚焦單元132設(shè)置于脈沖激光器131的激光出射通道，線型聚焦單元132由柱面透鏡以及可調(diào)焦距的光學(xué)鏡架組成。

進(jìn)一步的，如圖2所示，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)150包括第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151以及第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)153。其中，第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151包括帶刻度線的光具座152，其光具組的刻度線的排列方向?yàn)榕c脈沖激光器131的激光出射通道平行的方向。線型聚焦單元132設(shè)置于光具座152，具體的，即柱面透鏡通過(guò)光學(xué)鏡架設(shè)置于光具座152，柱面透鏡可以在光具座152的刻度線排列方向上移動(dòng)，即柱面透鏡可以在如圖2所示的豎直方向上上下移動(dòng)，并且如圖2所示，脈沖激光器131發(fā)射的脈沖激光束可以通過(guò)柱面透鏡。第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)153包括水平定位螺栓154、固定座155、絲桿156以及手輪157。超聲衍射橫波接收裝置140通過(guò)水平定位螺栓154設(shè)置于固定座155的可移動(dòng)件，手輪157與絲桿157可活動(dòng)連接，且手輪157設(shè)置于固定件表面?？梢苿?dòng)件以及固定件均垂直設(shè)置于固定座155。固定件為固定設(shè)置于固定座155的部件。手輪157通過(guò)絲桿156與可移動(dòng)件連接，可移動(dòng)件可相對(duì)于固定件在固定座155的刻度線排列方向上移動(dòng)。

作為一種實(shí)施方式，第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151與第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)153可以相對(duì)設(shè)置，脈沖激光器131可以設(shè)置于第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151的一端，線型聚焦單元132設(shè)置于第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151，脈沖激光器131的激光出射口朝向線型聚焦單元132，并且脈沖激光器131出射的脈沖激光束通過(guò)線型聚焦單元132的柱面透鏡，脈沖激光器131出射的脈沖激光束與線型聚焦單元132共軸。橫波電磁超聲傳感器141通過(guò)水平定位螺栓154設(shè)置于第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151的固定座155，橫波電磁傳感器的底面應(yīng)保持使用時(shí)水平。水平定位螺栓154設(shè)置于固定座155的可移動(dòng)件，并且可移動(dòng)件可在固定座155的刻度線排列方向上移動(dòng)，可移動(dòng)件垂直于固定座155刻度線排列方向。可移動(dòng)件通過(guò)絲桿156與手輪157連接，手輪157設(shè)置于固定座155的固定件，固定件垂直于固定座155刻度線排列方向。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪157，使絲桿156發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿156根據(jù)手輪157的轉(zhuǎn)動(dòng)方向在固定座155刻度線排列方向向上或向下移動(dòng)，從而使橫波電磁超聲傳感器141隨著絲桿157的向上或向下移動(dòng)可相對(duì)于固定件在固定座155刻度線排列方向上移動(dòng)。光電探測(cè)器143設(shè)置于脈沖激光器131激光出射的方向，且光電探測(cè)器143能接收到激光信號(hào)。高速數(shù)據(jù)采集模塊142與光電探測(cè)器143以及橫波電磁超聲傳感器141電性連接，高速數(shù)據(jù)采集模塊142還與控制裝置110電性連接。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，如圖2所示，超聲衍射橫波接收裝置140包括橫波電磁超聲傳感器141、高速數(shù)據(jù)采集模塊142以及光電探測(cè)器143。其中，高速數(shù)據(jù)采集模塊142與電磁超聲傳感器以及光電探測(cè)器143電性連接。

進(jìn)一步的，橫波電磁超聲傳感器141包括探傷線圈、多級(jí)放大器、濾波檢波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。探傷線圈、多級(jí)放大器、濾波檢波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器依次順次電性連接。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，如圖2所示，激光聲磁探傷器120還包括殼體。激光聲磁超聲激勵(lì)裝置設(shè)置于殼體內(nèi)的一側(cè)，超聲衍射橫波接收裝置140設(shè)置于殼體內(nèi)與激光聲磁超聲激勵(lì)裝置相對(duì)的另一側(cè)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)150的第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151設(shè)置于激光聲磁超聲激勵(lì)裝置所在一側(cè)的表面。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)150的第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)153設(shè)置于殼體內(nèi)超聲衍射橫波接收裝置140所在一側(cè)的表面。超聲衍射橫波接收裝置140的光電探測(cè)器143設(shè)置于激光超聲激勵(lì)裝置130的激光出射的方向，高速數(shù)據(jù)采集模塊142設(shè)置于殼體外。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，控制裝置110包括探傷器控制模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、以及顯示模塊。探傷器控制模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及顯示模塊依次電性連接。

在本發(fā)明第一實(shí)施例中，單個(gè)激光聲磁探傷器120的探傷速度為v＝f*l，多個(gè)激光聲磁探傷器120之間的預(yù)設(shè)間距為d＝v/f，其中，f為激光聲磁探傷器120中脈沖激光器131的重復(fù)頻率，l為橫波超聲傳感器的有效探傷長(zhǎng)度，d為預(yù)設(shè)間距。多個(gè)激光聲磁探傷器120的數(shù)量n≥d/l。

在本發(fā)明實(shí)施例中，激光超聲激勵(lì)裝置130用于發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至待測(cè)物表面；超聲衍射橫波接收裝置140用于接收從待測(cè)物表面產(chǎn)生的超聲衍射橫波信號(hào)；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)150用于調(diào)節(jié)激光超聲激勵(lì)裝置130的激勵(lì)效果，以及用于調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置140的位置；控制裝置110用于控制激光超聲激勵(lì)裝置130以及超聲衍射橫波接收裝置140，且根據(jù)超聲衍射橫波信號(hào)的幅值判斷是否存在缺陷信號(hào)，并對(duì)缺陷信號(hào)對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行定位，獲取到缺陷位置。

激光超聲激勵(lì)裝置130的脈沖激光器131用于發(fā)射脈沖激光束，脈沖激光器131的重復(fù)頻率為1-100hz，發(fā)射的脈沖激光能量在1-480mj；線型聚焦單元132用于對(duì)脈沖激光束進(jìn)行聚焦。脈沖激光器131發(fā)射的脈沖激光束經(jīng)過(guò)線型聚焦單元132可以聚焦成線源橫向照射到待測(cè)物表面，用于激勵(lì)超聲表面波。線型聚焦單元132包括有柱面透鏡，柱面透鏡使聚焦后的線源長(zhǎng)和寬分別為5mm和0.5mm。激勵(lì)超聲表面波帶寬在0.5-4mhz之間，主聲束可以以一定的半擴(kuò)散角沿待測(cè)物表面縱向傳播，當(dāng)傳播一定距離后，其主聲束即可橫向全覆蓋整個(gè)待測(cè)物表面。

在本發(fā)明實(shí)施例中，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)150包括有第一調(diào)機(jī)機(jī)構(gòu)以及第二調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)153。其中，設(shè)置于第一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)151的光具座152的柱面透鏡可以在光具座152的刻度線排列方向移動(dòng)，從而可以改變線型聚焦單元132距離脈沖激光器131的距離，進(jìn)行脈沖激光器131與柱面透鏡的共軸調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)激光超聲激勵(lì)裝置130的聚焦效果的調(diào)節(jié)。水平定位螺栓154用于調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置140相對(duì)于固定座155的距離，手輪157用于調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置140與固定件的距離，以調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置140使用時(shí)的水平方向和豎直方向的位置，保證超聲衍射橫波接收裝置140與待檢測(cè)物表面保持一定的間距。

超聲衍射橫波接收裝置140包括有橫波電磁超聲傳感器141、高速數(shù)據(jù)采集模塊142以及光電探測(cè)器143。其中，橫波電磁超聲傳感器141用于檢測(cè)從待測(cè)物表面產(chǎn)生的超聲衍射橫波信號(hào)；光電探測(cè)器143用于檢測(cè)激光超聲激勵(lì)裝置130發(fā)射的脈沖激光信號(hào)；高速數(shù)據(jù)采集模塊142用于采集橫波電磁超聲傳感器141以及光電探測(cè)器143檢測(cè)的信號(hào)，光電探測(cè)器143檢測(cè)到脈沖激光信號(hào)后產(chǎn)生觸發(fā)高速數(shù)據(jù)采集模塊142進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集的信號(hào)。

橫波電磁超聲傳感器141由探傷線圈、多級(jí)放大器、濾波檢波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成。橫波電磁超聲傳感器141可以接收一定距離下的超聲衍射橫波。其中，探傷先去用于探測(cè)超聲衍射橫波信號(hào)；多級(jí)放大器用于對(duì)超聲衍射橫波信號(hào)進(jìn)行放大；濾波檢波器用于對(duì)放大后的超聲衍射橫波信號(hào)進(jìn)行濾波檢波。探傷線圈采用對(duì)于超聲衍射橫波靈敏度高的pcb蝶形線圈，其有效探傷范圍為邊長(zhǎng)100mm的正方形區(qū)域。

當(dāng)然，橫波電磁超聲傳感器141還可以包括傳感器外殼，橫波電磁超聲傳感器141的其他組件設(shè)置于傳感器外殼內(nèi)。橫波電磁超聲傳感器141外殼用于屏蔽探傷過(guò)程中的電磁干擾，以及對(duì)橫波電磁超聲傳感器141進(jìn)行防護(hù)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，光電探測(cè)器143由高靈敏度的光敏電阻以及調(diào)制器組成，光敏電阻用于檢測(cè)光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，調(diào)制器用于對(duì)光敏電阻產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。高靈敏度光敏電阻可探測(cè)到待測(cè)物表面散射的微弱光信號(hào)，調(diào)制器與激光超聲激勵(lì)裝置130光信號(hào)特征相匹配，可為高速數(shù)據(jù)采集模塊142提供響應(yīng)快、增益高、噪聲小的觸發(fā)信號(hào)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，高速數(shù)據(jù)采集模塊142可以基于alterastratixiifpga和atmearm9架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。其最大采樣速率可以達(dá)到100msps，可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下信號(hào)的采集。

在本發(fā)明實(shí)施例中，控制裝置110由探傷器控制模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及顯示模塊組成。其中，探傷器控制模塊用于控制多個(gè)激光聲磁探傷器120同步啟動(dòng)；數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)每個(gè)激光聲磁探傷器120傳送的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并根據(jù)缺陷幅度報(bào)警閾值以及接受信號(hào)的位置判斷缺陷信號(hào)及其位置；顯示模塊用于接收數(shù)據(jù)分析模塊的信息并對(duì)探傷結(jié)果進(jìn)行顯示。探傷器控制模塊可以基于fpga實(shí)現(xiàn)，可以控制每個(gè)激光聲磁探傷器120的脈沖激光發(fā)射時(shí)間。數(shù)據(jù)分析模塊可以是包括存儲(chǔ)單元以及運(yùn)算單元的處理器，其存儲(chǔ)單元用于接收和存儲(chǔ)所有激光聲磁探傷器120傳送的探傷數(shù)據(jù)信號(hào)，運(yùn)算單元通過(guò)每個(gè)激光聲磁探傷器120傳送的探傷數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行高速運(yùn)算處理并根據(jù)信號(hào)位置以及缺陷幅度報(bào)警閾值進(jìn)行有無(wú)缺陷的判斷。顯示模塊可以是led顯示屏，用于實(shí)時(shí)顯示探傷結(jié)果，當(dāng)然其具體種類(lèi)在本發(fā)明實(shí)施例中并不作為限定。

如圖3為激光聲磁探傷器120探傷方法基本原理圖。由脈沖激光器131發(fā)出的一束經(jīng)過(guò)線聚焦的激光束165照射到鋼軌踏面上時(shí)，鋼軌踏面會(huì)吸收部分能量并發(fā)生瞬時(shí)熱作用產(chǎn)生應(yīng)變和應(yīng)力場(chǎng)，使鋼軌踏面的粒子產(chǎn)生振動(dòng)，從而在鋼軌中產(chǎn)生各種類(lèi)型的超聲波，其中沿鋼軌踏面?zhèn)鞑サ氖浅暠砻娌?60；當(dāng)沿踏面?zhèn)鞑ケ砻娌ㄓ龅饺毕?61時(shí)，除了產(chǎn)生反射波162和透射波163外，還會(huì)產(chǎn)生向四周傳播的衍射橫波164，此時(shí)橫波電磁超聲傳感器141在缺陷上方時(shí)即能接收到該衍射橫波164。如圖4所示，照射到鋼軌踏面的激光線源133激勵(lì)出主聲束具有一定指向性的表面波以半擴(kuò)散角θ沿鋼軌踏面縱向傳播，當(dāng)激光線源133的長(zhǎng)度為5mm、寬度為0.5mm時(shí)，實(shí)驗(yàn)可得表面波在p60鋼軌踏面上傳播的距離達(dá)到85mm時(shí)即能沿橫向擴(kuò)散到整個(gè)踏面區(qū)域，即在探傷中，當(dāng)橫波電磁超聲傳感器141和激光線源133的間距大于85mm時(shí)即可對(duì)鋼軌踏面進(jìn)行全覆蓋探傷，同時(shí)考慮到超聲表面波的衰減特性，橫波電磁超聲傳感器141和激光線源133的間距也不宜太大，一般選擇90mm～100mm之間的間距。

該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100中，單個(gè)激光聲磁探傷器120的探傷速度由激光超聲激勵(lì)裝置130中脈沖激光器131的重復(fù)頻率f以及超聲衍射橫波接收裝置140中橫波電磁超聲傳感器141的有效探傷長(zhǎng)度l相乘得到，即。當(dāng)f為100hz，l為100mm時(shí)，計(jì)算可得到單個(gè)激光聲磁探傷器120的探傷速度為36km/h。為達(dá)到探傷速度100km/h-200km/h，需要將多個(gè)激光聲磁探傷器120按照預(yù)設(shè)間距排布。其中，預(yù)設(shè)間距d和激光聲磁探傷器120數(shù)量n可以按照：d＝v/f以及n≥d/l計(jì)算。

作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，當(dāng)n的數(shù)值確定時(shí)，可以對(duì)預(yù)設(shè)間距d進(jìn)行優(yōu)化處理，d優(yōu)化處理后表示為d1，d1可按照：d-(nl-d)≤d1≤d計(jì)算。

在本發(fā)明實(shí)施例中，激光聲磁探傷器120的數(shù)量可以?。?≤n≤6。

進(jìn)一步的，為便于激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100的組裝和調(diào)節(jié)，優(yōu)化后的預(yù)設(shè)間距的數(shù)值可以取整數(shù)。

從而可以激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100的激光聲磁探傷器120的數(shù)量以及預(yù)設(shè)間距組裝激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100。在組裝激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100的激光超聲激勵(lì)裝置130時(shí)，根據(jù)線型聚焦單元132中柱面透鏡的焦距，在帶有刻度的光具座152上調(diào)整線型聚焦單元132到鋼軌踏面的距離為該焦距，使線型聚焦單元132的焦點(diǎn)正好落在鋼軌踏面上；然后以激光器發(fā)射的激光束為參考，再次調(diào)節(jié)線型聚焦單元132的位置，在保證線型聚焦單元132到鋼軌踏面的距離為該焦距的同時(shí)使線型聚焦單元132與脈沖激光束共軸，以便激光束經(jīng)線型聚焦單元132聚焦后的激光線源133全部照射到待測(cè)物表面上。

在組裝激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100的超聲衍射橫波接收裝置140時(shí)，調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置140中水平定位螺栓154，使橫波電磁超聲傳感器141底面與鋼軌踏面平行，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪157使絲桿156運(yùn)動(dòng)，在帶有刻度的固定座155上調(diào)整橫波電磁超聲傳感器141底面與鋼軌踏面的間距，通過(guò)調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置140，以保證橫波電磁超聲傳感器141底面與鋼軌踏面保持3～5mm的間距，實(shí)現(xiàn)非接觸探傷。

以實(shí)現(xiàn)探傷速度150km/h為例，按照d＝v/f以及n≥d/l計(jì)算，可以得到d＝416.67mm、n≥4.16，因?yàn)榧す饴暣盘絺?20數(shù)量只能為整數(shù)，所以激光聲磁探傷器120數(shù)量n選擇滿足探傷要求并大于等于4.16的最小整數(shù)5。

作為上述滿足探傷速度v為150km/h時(shí)的一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)及方法的優(yōu)化方案，當(dāng)n＝5時(shí)，為了便于鋼軌踏面激光聲磁高速探傷裝置的組裝和調(diào)節(jié)，按優(yōu)化公式對(duì)預(yù)設(shè)間距進(jìn)行優(yōu)化處理，通過(guò)優(yōu)化公式計(jì)算可得d1的范圍為：395.84mm≤d1≤416.67mm，即預(yù)設(shè)間距d1在上述范圍內(nèi)即可滿足探傷速度v為150km/h的要求，本實(shí)施例中d1的數(shù)值選擇為整數(shù)400mm。

如圖5所示，a、b、c、d、e為5個(gè)激光聲磁探傷器120，陣列間距均為d1。在時(shí)間t(t為以150km/h探傷時(shí)的任一時(shí)刻)，激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)以150km/h的速度對(duì)圖5中所示的待探傷區(qū)進(jìn)行探傷，一個(gè)脈沖激光器131發(fā)射周期t內(nèi)(t＝1/f＝0.01s)，前進(jìn)了d＝416.67mm，到達(dá)t+t時(shí)刻處，此時(shí)激光聲磁探傷器a對(duì)d長(zhǎng)度內(nèi)的l長(zhǎng)度的區(qū)域進(jìn)行有效探傷。

陣列以150km/h的速度繼續(xù)探傷，在t+2t時(shí)刻時(shí)，激光聲磁探傷器b對(duì)d長(zhǎng)度內(nèi)的l長(zhǎng)度的區(qū)域進(jìn)行有效探傷，激光聲磁探傷器b所探區(qū)域有一部分和t+t時(shí)刻激光聲磁探傷器a所探區(qū)域重合，重合區(qū)域的長(zhǎng)度l1為d減去d1，即l1＝d-d1＝16.67mm，此時(shí)激光聲磁探傷器a在對(duì)后一個(gè)d長(zhǎng)度內(nèi)的l長(zhǎng)度的區(qū)域進(jìn)行有效探傷。

陣列以150km/h的速度繼續(xù)探傷，在t+3t時(shí)刻時(shí)，激光聲磁探傷器c對(duì)d長(zhǎng)度內(nèi)的l長(zhǎng)度的區(qū)域進(jìn)行有效探傷，激光聲磁探傷器c所探區(qū)域有一部分和t+t時(shí)刻激光聲磁探傷器b所探區(qū)域重合，重合區(qū)域的長(zhǎng)度l1為d減去d1，即l1＝d-d1＝16.67mm，此時(shí)激光聲磁探傷器b在對(duì)后一個(gè)d長(zhǎng)度內(nèi)的l長(zhǎng)度的區(qū)域進(jìn)行有效探傷。

同樣的在t+4t、t+5t時(shí)刻，激光聲磁探傷器d、e分別對(duì)d長(zhǎng)度內(nèi)的l長(zhǎng)度的區(qū)域進(jìn)行有效探傷，它們之間也有l(wèi)1長(zhǎng)度的重合區(qū)域。

如圖5和圖6所示，在5t時(shí)間的探傷過(guò)程中，5個(gè)激光聲磁探傷器120有重合探傷區(qū)域，所以去除重合探傷區(qū)域，5個(gè)激光聲磁探傷器120分別進(jìn)行了l、(l-l1)、(l-l1)、(l-l1)、(l-2l1)長(zhǎng)度的有效探傷，把它們相加在一起即l+(l-l1)+(l-l1)+(l-l1)+(l-2l1)，計(jì)算可得總探傷長(zhǎng)度為416.67mm，正是d的數(shù)值，說(shuō)明5個(gè)激光聲磁探傷器120在5t的探傷時(shí)間內(nèi)對(duì)鋼軌踏面進(jìn)行了全覆蓋探傷。當(dāng)在t+6t時(shí)刻時(shí)，5個(gè)激光聲磁探傷器120已對(duì)2d長(zhǎng)度的鋼軌踏面進(jìn)行了全覆蓋探傷。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在進(jìn)行探傷時(shí)有重合探傷區(qū)域，重復(fù)探傷覆蓋率r可以按照公式：r＝(l1/l)*100％＝16.7％計(jì)算。因此，當(dāng)把d設(shè)置為d1時(shí)，使用上。述陣列進(jìn)行鋼軌踏面缺陷探傷時(shí)不僅能進(jìn)行鋼軌踏面全覆蓋探傷，而且還會(huì)有16.7％的重復(fù)探傷覆蓋率，進(jìn)一步降低了缺陷漏檢率。

如圖7所示為鋼軌踏面無(wú)缺陷時(shí)某一激光聲磁探傷器120探傷波形圖，圖8為鋼軌踏面有缺陷時(shí)某一激光聲磁探傷器120探傷波形圖，激光線源133與橫波電磁超聲傳感器141中心距離為s1，如圖7所示，圖中a為觸發(fā)信號(hào)(相當(dāng)于傳統(tǒng)壓電超聲中的探傷始波)，當(dāng)鋼軌踏面無(wú)缺陷時(shí)，在s1的位置處激光聲磁探傷器120只能接收到由于鋼軌踏面電噪聲信號(hào)n，該信號(hào)幅值比較小，不影響探傷效果；如圖8所示，當(dāng)鋼軌踏面有缺陷時(shí)，在s1的位置處激光聲磁探傷器120可以接收到缺陷信號(hào)f，該信號(hào)幅值明顯大于電噪聲信號(hào)n，如果f的幅值超過(guò)設(shè)定好的缺陷幅度報(bào)警閾值時(shí)，則判斷為缺陷信號(hào)。當(dāng)存在缺陷時(shí)，控制裝置110可以通過(guò)探傷初始位置l1、接收到缺陷信號(hào)的時(shí)間t1、探傷速度v、接收到缺陷信號(hào)的激光聲磁探傷器120編號(hào)n’、預(yù)設(shè)間距d1對(duì)鋼軌上缺陷位置l進(jìn)行定位，定位公式為：l＝l1+v*t1+d1*(n'-1)。

本發(fā)明第一實(shí)施例提供了一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100，該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100包括有控制裝置110以及多個(gè)激光聲磁探傷器120，多個(gè)激光聲磁探傷器120與控制裝置110電性連接，多個(gè)激光聲磁探傷器120按照預(yù)設(shè)間距排布。探傷過(guò)程中，將激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)100安裝于探傷車(chē)，控制裝置110控制每個(gè)激光聲磁探傷器120對(duì)待測(cè)物進(jìn)行探傷，控制裝置110再對(duì)探傷數(shù)據(jù)行處理分析，得到每個(gè)探傷器的探傷區(qū)域的探傷結(jié)果，再將多個(gè)探傷器的探傷區(qū)域的探傷結(jié)果結(jié)合到一起，從而可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)物的全覆蓋、快速以及高精度的探傷效果。

第二實(shí)施例

本發(fā)明第二實(shí)施例提供了一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法，該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法應(yīng)用于本發(fā)明第一實(shí)施例提供的激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)。如圖9所示，該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷方法包括：

步驟s10：利用所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)對(duì)實(shí)物進(jìn)行預(yù)探傷，獲取到預(yù)探傷結(jié)果。

具體的，步驟s10包括：

所述控制裝置控制所述激光超聲激勵(lì)裝置發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至實(shí)物表面；所述超聲衍射橫波接收裝置接收超聲衍射橫波信號(hào)并傳輸至所述控制裝置；所述控制裝置判斷所述超聲衍射橫波信號(hào)是否為缺陷信號(hào)，并通過(guò)探傷初始位置l1、接收到缺陷信號(hào)的時(shí)間t1、探傷速度v、接收到缺陷信號(hào)的激光聲磁探傷器編號(hào)n’、陣列間距d1對(duì)鋼軌上缺陷位置l進(jìn)行定位，定位公式為：l＝l1+v*t1+d1*(n'-1)。

在激光超聲激勵(lì)裝置發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至實(shí)物表面之前，還包括有：根據(jù)探傷速度，按照d＝v/f以及n≥d/l計(jì)算激光聲磁探傷器的數(shù)量以及預(yù)設(shè)間距；根據(jù)激光聲磁探傷器的數(shù)量以及預(yù)設(shè)間距對(duì)激光超聲激勵(lì)裝置進(jìn)行組裝。

在組裝激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)的激光超聲激勵(lì)裝置時(shí)，根據(jù)線型聚焦單元中柱面透鏡的焦距f1，在帶有刻度的光具座上調(diào)整線型聚焦單元到鋼軌踏面的距離為f1，使線型聚焦單元的焦點(diǎn)正好落在鋼軌踏面上；然后以激光器發(fā)射的激光束為參考，再次調(diào)節(jié)線型聚焦單元的位置，在保證線型聚焦單元到鋼軌踏面的距離為f1的同時(shí)使線型聚焦單元與激光束共軸，以便激光束經(jīng)線型聚焦單元聚焦后的激光線源全部照射到待測(cè)物表面上。

在組裝激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)的超聲衍射橫波接收裝置時(shí)，調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置中水平定位螺栓，使橫波電磁超聲傳感器底面與鋼軌踏面平行，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪使絲桿運(yùn)動(dòng)，在帶有刻度的固定座上調(diào)整橫波電磁超聲傳感器底面與鋼軌踏面的間距，通過(guò)調(diào)節(jié)超聲衍射橫波接收裝置，以保證橫波電磁超聲傳感器底面與鋼軌踏面保持3～5mm的間距，實(shí)現(xiàn)非接觸探傷。

激光超聲激勵(lì)裝置發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至實(shí)物表面后，脈沖激光在實(shí)物表面激勵(lì)出超聲表面波。當(dāng)實(shí)物表面有缺陷時(shí)，會(huì)發(fā)生波形轉(zhuǎn)換產(chǎn)生超聲衍射橫波信號(hào)，并被超聲衍射橫波接收裝置接收后傳輸至控制裝置進(jìn)行處理分析。控制裝置根據(jù)設(shè)定的幅值閾值確定是否存在缺陷信號(hào)，并根據(jù)探傷初始位置l1、接收到缺陷信號(hào)的時(shí)間t1、探傷速度v、接收到缺陷信號(hào)的激光聲磁探傷器編號(hào)n’、陣列間距d1對(duì)鋼軌上缺陷位置l進(jìn)行定位，定位公式為：l＝l1+v*t1+d1*(n'-1)。

步驟s20：根據(jù)所述預(yù)探傷結(jié)果調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)，使所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)滿足探傷要求。

根據(jù)預(yù)探傷結(jié)果，以及實(shí)物已知的缺陷，可以分析出預(yù)探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)準(zhǔn)確性的評(píng)估，再對(duì)激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，對(duì)每個(gè)激光聲磁探傷器的激光超聲激勵(lì)裝置以及超聲衍射橫波接收裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)預(yù)設(shè)間距進(jìn)行調(diào)節(jié)等。

步驟s30：將調(diào)整好的所述激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)固定于探傷車(chē)，對(duì)待檢測(cè)實(shí)物進(jìn)行探傷，獲取到探傷數(shù)據(jù)。

通常在對(duì)鋼軌踏面進(jìn)行探傷，需要使用大型鋼軌探傷車(chē)。因此需要將激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)固定于探傷車(chē)，隨著探傷車(chē)行駛，對(duì)實(shí)際待測(cè)物進(jìn)行探傷掃查，掃查過(guò)程中控制裝置實(shí)時(shí)顯示并存儲(chǔ)探傷數(shù)據(jù)。

當(dāng)然，激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)對(duì)實(shí)際待測(cè)鋼軌探傷完畢后，可以根據(jù)探傷結(jié)果對(duì)已探測(cè)鋼軌進(jìn)行復(fù)查、修復(fù)等后續(xù)處理。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)及方法，該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)包括控制裝置以及多個(gè)激光聲磁探傷器，多個(gè)激光聲磁探傷器與控制器電性連接。多個(gè)激光聲磁探傷器按照預(yù)設(shè)間距排布。激光聲磁探傷器包括激光超聲激勵(lì)裝置、超聲衍射橫波接收裝置以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，激光超聲激勵(lì)裝置用于發(fā)射聚焦后的脈沖激光束至待測(cè)物表面，超聲衍射橫波接收裝置用于接收從待測(cè)物表面產(chǎn)生的超聲衍射橫波信號(hào)，控制裝置根據(jù)超聲衍射橫波信號(hào)的幅值判斷是否存在缺陷信號(hào)，并獲取到缺陷位置。對(duì)每個(gè)激光聲磁探傷器的探傷區(qū)域的探傷結(jié)果進(jìn)行結(jié)合，可以得到待測(cè)物整個(gè)區(qū)域的探傷結(jié)果。該激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)以激光聲磁探傷技術(shù)為核心，突破了傳統(tǒng)壓電超聲探傷需要耦合劑的限制，完全實(shí)現(xiàn)了鋼軌踏面非接觸快速探傷，探傷速度可達(dá)100km/h～200km/h。本發(fā)明激光聲磁鋼軌表面缺陷快速探傷系統(tǒng)及方法是由多個(gè)探傷陣列按照一定間距組成的陣列裝置，安裝調(diào)試方便、運(yùn)行可靠、探傷效率高、缺陷定位準(zhǔn)確、實(shí)用性強(qiáng)，可有效的檢測(cè)出鋼軌踏面的缺陷，實(shí)現(xiàn)了鋼軌踏面缺陷快速、高精度、全覆蓋探傷，符合鋼軌探傷技術(shù)快速發(fā)展的需求，使用前景廣闊。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，上面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行了清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以上對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。