專利名稱：軌道交通車輪超聲波檢測(cè)校準(zhǔn)試塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通車輪超聲波檢測(cè)校準(zhǔn)試塊，尤其涉及適于自動(dòng)化檢測(cè)的校準(zhǔn)試塊。
背景技術(shù)：
車輪是所有軌道交通車輛的重要走行部件，其質(zhì)量，特別是內(nèi)部質(zhì)量直接關(guān)系著車輛的行車安全。因此，必須對(duì)新制的和在役的車輪的內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，確保車輪的內(nèi)部質(zhì)量安全?，F(xiàn)有技術(shù)中用于檢測(cè)車輪內(nèi)部缺陷的方法有很多，其中超聲波檢測(cè)是比較常用的一種無(wú)損檢測(cè)方法。在使用超聲波檢測(cè)前，首先需要選取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試塊。該校準(zhǔn)試塊一般采用一些標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部形狀作為人工缺陷，如平底孔、橫通孔等規(guī)則形狀，用這種標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部缺陷的超聲波返回信號(hào)作為參照，與實(shí)際被檢工件中的自然缺陷產(chǎn)生的超聲波返回信號(hào)做對(duì)比，從而確定被檢工件中缺陷的當(dāng)量尺寸。目前，國(guó)內(nèi)外軌道交通車輪超聲波檢測(cè)的校準(zhǔn)試塊一般采用實(shí)物被檢工件的整體或部分制成。這樣設(shè)計(jì)的目的是在進(jìn)行人工缺陷和自然缺陷的超聲波返回信號(hào)對(duì)比時(shí)，盡量消除校準(zhǔn)試塊與被檢工件在材質(zhì)和形狀上的差異對(duì)結(jié)果的影響。使用校準(zhǔn)試塊對(duì)車輪進(jìn)行檢測(cè)可以采用手工的方法，也可以采用自動(dòng)化操作方法。對(duì)于操作人員手工超聲波檢測(cè)，車輪的校準(zhǔn)試塊可采用實(shí)物被檢車輪的部分來(lái)制作，但是對(duì)于車輪的自動(dòng)化超聲波檢測(cè)，比如采用陣列超聲波探頭進(jìn)行車輪的在線超聲波自動(dòng)化檢測(cè)時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中所采用整個(gè)實(shí)物車輪制作的整體校準(zhǔn)試塊體積龐大，非常沉重，在進(jìn)行超聲波探頭校準(zhǔn)時(shí)，將試塊送入上下檢測(cè)工位，都會(huì)非常困難，通常需要吊車吊裝，或者通過(guò)專門的軌道運(yùn)送到工位，通常需要好幾個(gè)操作人員共同協(xié)作才能完成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種軌道交通車輪超聲波檢測(cè)校準(zhǔn)試塊，其既能保證車輪內(nèi)部缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性，還便于攜帶和使用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的校準(zhǔn)試塊具有以下結(jié)構(gòu)一種校準(zhǔn)試塊，用于軌道交通車輪的超聲波檢測(cè)，所述校準(zhǔn)試塊具有與待測(cè)車輪相同的回轉(zhuǎn)體特征，并設(shè)置有與待測(cè)車輪的檢測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的對(duì)比部位，所述對(duì)比部位依檢測(cè)需要而設(shè)置有用于產(chǎn)生對(duì)比信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該校準(zhǔn)試塊的回轉(zhuǎn)半徑小于待測(cè)車輪的回轉(zhuǎn)半徑。該校準(zhǔn)試塊的回轉(zhuǎn)半徑優(yōu)選為待測(cè)車輪的回轉(zhuǎn)半徑的四分之一。在一個(gè)實(shí)施例中，校準(zhǔn)試塊不包括待測(cè)車輪上的非檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的部位。而在另一個(gè)實(shí)施例中，所述校準(zhǔn)試塊還設(shè)有與待測(cè)車輪的非檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的非對(duì)比部位，所述非對(duì)比部位的形狀和結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化。所述非對(duì)比部位優(yōu)選由輕型材料制得。由于非對(duì)比部位被簡(jiǎn)化甚至省略，校準(zhǔn)試塊的整體形狀和結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，從而其生產(chǎn)和使用均更為便利。本發(fā)明還提供了一種校準(zhǔn)試塊輪對(duì)，用于軌道交通車輪的超聲波檢測(cè)，所述輪對(duì)由一對(duì)如上所述的任何一種校準(zhǔn)試塊與一根中軸連接而成。其中，所述一對(duì)校準(zhǔn)試塊可為
3相同或不同的校準(zhǔn)試塊。本發(fā)明所述標(biāo)準(zhǔn)試塊能夠用于對(duì)軌道交通車輪準(zhǔn)確地進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，并且由于其體積更小，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，重量更輕，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本，便于攜帶和使用。


圖1為一種待測(cè)車輪的徑向截面示意圖；圖2為本發(fā)明中一種實(shí)施例所述的校準(zhǔn)試塊的徑向截面示意圖；圖3為本發(fā)明中另一種實(shí)施例所述的校準(zhǔn)試塊的徑向截面示意圖；圖4為本發(fā)明中校準(zhǔn)試塊輪對(duì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為一種具體的待測(cè)車輪1的徑向截面示意圖，待測(cè)車輪1包括輪緣11、輪輞 12、輻板13、輪轂14等部位。這些不同的部位均可能有內(nèi)部缺陷，需要進(jìn)行超聲波檢測(cè)，從而形成了不同的檢測(cè)區(qū)域。圖2為本發(fā)明所述的其中一種具體的校準(zhǔn)試塊2的截面示意圖。校準(zhǔn)試塊2為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，g卩，具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，而該旋轉(zhuǎn)軸所在的、在任意方向截取該物體的截面都基本相同。與待測(cè)車輪1相比，本發(fā)明的校準(zhǔn)試塊保留了待測(cè)車輪的回轉(zhuǎn)體特性，除在試塊上制作的人工缺陷，通過(guò)軸心的截面在各個(gè)方向都基本相同。它可以像普通車輪一樣滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)， 因此在超聲波檢測(cè)校準(zhǔn)過(guò)程中，特別是對(duì)于多個(gè)超聲波探頭的自動(dòng)化檢測(cè)，可以大大提高檢測(cè)校準(zhǔn)效果和效率。同時(shí)，圖2中的標(biāo)準(zhǔn)試塊2設(shè)置有與待測(cè)車輪1的檢測(cè)區(qū)域即輪輞12對(duì)應(yīng)的輪輞對(duì)比部位21，所述輪輞對(duì)比部位21按照具體檢測(cè)需要設(shè)置有用于產(chǎn)生對(duì)照信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以準(zhǔn)確模擬待測(cè)車輪1的檢測(cè)狀態(tài)。然而，在校準(zhǔn)試塊2中，待測(cè)車輪1上的非檢測(cè)區(qū)域，包括輪轂14和輻板13等，均被省略，也就是說(shuō)，校準(zhǔn)試塊2不包括待測(cè)車輪1上的非檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的部位。在車輪校準(zhǔn)試塊上省略車輪的非檢測(cè)區(qū)域，對(duì)于超聲波檢測(cè)校準(zhǔn)不會(huì)有任何影響，這是由現(xiàn)行的脈沖反射法超聲波檢測(cè)指向性好的特點(diǎn)決定的。具體說(shuō)，脈沖超聲波在檢測(cè)過(guò)程中，會(huì)沿著固定方向直線傳播，遇到缺陷等聲阻抗差異較大的界面，就會(huì)產(chǎn)生反射，當(dāng)條件滿足時(shí)，反射后的脈沖超聲波會(huì)被檢測(cè)，這就是檢測(cè)的全過(guò)程。在上述校準(zhǔn)試塊中，脈沖超聲波的傳播是定向的一維直線傳播，它傳播過(guò)的區(qū)域也是其檢測(cè)的區(qū)域，它在某一個(gè)方向上進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不會(huì)依賴于其它區(qū)域或受到其它區(qū)域的影響。采用上述配置后，校準(zhǔn)試塊2在保證檢測(cè)效果的前提下還具有體積更小、結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、重量更輕的優(yōu)點(diǎn)，從而可以節(jié)約生產(chǎn)成本，便于上下檢測(cè)工位，同時(shí)還便于攜帶，從而大大提高了車輪超聲波檢測(cè)的效率。圖3為另一種具體的校準(zhǔn)試塊3的截面示意圖。校準(zhǔn)試塊3與待測(cè)車輪1相比， 兩者同樣具有相同的回轉(zhuǎn)體特征。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)試塊3設(shè)置有與待測(cè)車輪1的檢測(cè)區(qū)域即輪輞12對(duì)應(yīng)的輪輞對(duì)比部位31，輪輞對(duì)比部位31按照檢測(cè)需要設(shè)置有用于產(chǎn)生對(duì)照信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。與圖2所示的校準(zhǔn)試塊2不同的是，校準(zhǔn)試塊3還設(shè)有與待測(cè)車輪1的非檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的非對(duì)比部位，所述非對(duì)比部位的形狀和結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化。具體而言，待測(cè)車輪1上的非檢測(cè)區(qū)域，包括輪轂14和輻板13等，該校準(zhǔn)試塊3對(duì)應(yīng)地將其設(shè)置成結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單的圓臺(tái)，并且其半徑也比待測(cè)車輪1小。在具體的實(shí)施方案中，還可將待測(cè)車輪1非檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的部位設(shè)置成其他簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，從而簡(jiǎn)化校準(zhǔn)試塊的整體結(jié)構(gòu)。與將非檢測(cè)部位給予省略一樣，將其變更為簡(jiǎn)單的其他結(jié)構(gòu)同樣不會(huì)影響校準(zhǔn)輪對(duì)的檢測(cè)結(jié)果。上述實(shí)施例中所述的校準(zhǔn)試塊均只示出了對(duì)應(yīng)一個(gè)檢測(cè)區(qū)域的對(duì)比部位，但是， 每個(gè)校準(zhǔn)試塊還可以根據(jù)實(shí)際檢測(cè)需要同時(shí)設(shè)置對(duì)應(yīng)多個(gè)檢測(cè)區(qū)域的多個(gè)對(duì)比部位。同時(shí)，校準(zhǔn)試塊2的半徑可設(shè)置成小于待測(cè)車輪1，使整個(gè)校準(zhǔn)試塊的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化。在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中，校準(zhǔn)試塊2的半徑優(yōu)選為待測(cè)車輪1的四分之一。另外，為了使所述校準(zhǔn)試塊2更輕便，可以在制造時(shí)根據(jù)實(shí)際需要選用輕型材料，比如塑料、鋁合金等。圖4為采用本發(fā)明所述的校準(zhǔn)試塊所構(gòu)成的具體的校準(zhǔn)試塊輪對(duì)8，以適用特定的檢測(cè)需要。校準(zhǔn)試塊輪對(duì)8包括校準(zhǔn)試塊4和校準(zhǔn)試塊5，兩者用一根中軸6連接起來(lái)。 校準(zhǔn)試塊4和校準(zhǔn)試塊5中分別設(shè)置對(duì)比部位7。當(dāng)然，組成校準(zhǔn)試塊輪對(duì)8的校準(zhǔn)試塊可以為用于檢測(cè)同樣車輪的校準(zhǔn)試塊，也可以為用于檢測(cè)不同車輪的校準(zhǔn)試塊。盡管以上參考實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于上述的具體特征和設(shè)計(jì)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，不需要在上述說(shuō)明中用數(shù)值表示各部件的尺寸和形狀，這些可以根據(jù)具體情況來(lái)確定。除了所給出的例子之外，在不超出本發(fā)明范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了以上描述所能做出的所有改變或等同替換均應(yīng)屬本發(fā)明之范圍。
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)試塊，用于軌道交通車輪的超聲波檢測(cè)，所述校準(zhǔn)試塊具有與待測(cè)車輪相同的回轉(zhuǎn)體特征并設(shè)置有與待測(cè)車輪的檢測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的對(duì)比部位，所述對(duì)比部位根據(jù)檢測(cè)需要設(shè)置有用于產(chǎn)生對(duì)比信號(hào)的人工缺陷，該對(duì)比部位與待測(cè)車輪上的檢測(cè)區(qū)域具有相同的截面結(jié)構(gòu)，其特征在于，該校準(zhǔn)試塊的回轉(zhuǎn)半徑小于待測(cè)車輪的回轉(zhuǎn)半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)試塊，其特征在于，該校準(zhǔn)試塊的回轉(zhuǎn)半徑為待測(cè)車輪的回轉(zhuǎn)半徑的四分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)試塊，其特征在于，所述校準(zhǔn)試塊不包括待測(cè)車輪上的非檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)試塊，其特征在于，所述校準(zhǔn)試塊還設(shè)有與待測(cè)車輪的非檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的非對(duì)比部位，所述非對(duì)比部位的形狀和結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的校準(zhǔn)試塊，其特征在于，所述非對(duì)比部位由輕型材料制得。
6.一種校準(zhǔn)試塊輪對(duì)，用于軌道交通車輪的超聲波檢測(cè)，其特征在于，所述輪對(duì)由一對(duì)如權(quán)利要求1至5之一所述的校準(zhǔn)試塊與一根中軸連接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)試塊輪對(duì)，其特征在于，所述一對(duì)校準(zhǔn)試塊為相同或不同的校準(zhǔn)試塊。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軌道交通車輪超聲波檢測(cè)校準(zhǔn)試塊。所述校準(zhǔn)試塊具有與待測(cè)車輪相同的回轉(zhuǎn)體特征，并設(shè)置有與待測(cè)車輪的檢測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的對(duì)比部位，所述對(duì)比部位依檢測(cè)需要而設(shè)置有用于產(chǎn)生對(duì)比信號(hào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該校準(zhǔn)試塊的回轉(zhuǎn)半徑小于待測(cè)車輪的回轉(zhuǎn)半徑。該標(biāo)準(zhǔn)試塊能夠用于對(duì)軌道交通車輪準(zhǔn)確地進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，并且由于其體積更小，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，重量更輕，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本，便于攜帶和使用。
文檔編號(hào)G01N29/30GK102213695SQ20111009043
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者任明照, 范振中, 郭犇, 高東海, 黃永巍 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院金屬及化學(xué)研究所