магнитный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов

Формула изобретения

Магнитный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов, содержащий установленные на подвижном средстве измерительный датчик, состоящий из индуктивного измерительного преобразователя, средство намагничивания, блок обработки сигналов, соединенный с выходом датчика, блок регистрации и индикатор, подключенные к выходам блока обработки сигналов, отличающийся тем, что он снабжен датчиком скорости, блоком формирования сигналов управления, а измерительный датчик дополнительно содержит магниторезистивный и/или феррозондовый измерительные преобразователи и управляемый коммутатор, измерительные преобразователи размещены внутри корпуса измерительного датчика, а их выходы соединены с соответствующими входами управляемого коммутатора, выход которого является выходом измерительного датчика, управляющий вход коммутатора подключен к выходу блока формирования сигналов управления, вход которого соединен с датчиком скорости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано для систем автоматизированного контроля рельсов, уложенных в путь, и других длинномерных объектов, в частности в дефектоскопах, использующих магнитные методы неразрушающего контроля с высокой разрешающей способностью в широком диапазоне скоростей (от скоростей, близких к нулю, до максимально возможной скорости контроля).

Известен магнитный дефектоскоп МД-22ФД, содержащий установленный на подвижном средстве феррозондовый измерительный преобразователь, подключенный к каналу обработки сигналов, и средство намагничивания, выполненное в виде магнита или электромагнита, к выходу канала обработки сигналов подключены индикатор и блок регистрации информационных сигналов (Сборник статей «Состояние и направления развития средств дефектоскопии рельсов в условиях реформирования путевого хозяйства» МПС РФ Санкт-Петербург, 2002, с.54). Недостатком известного магнитного дефектоскопа является невозможность обеспечения достоверной регистрации сигналов в широком диапазоне скоростей его передвижения.

В качестве прототипа принят магнитный дефектоскоп, содержащий установленный на подвижном средстве индуктивный измерительный преобразователь, подключенный к каналу обработки сигналов, и средство намагничивания, выполненное в виде магнита или электромагнита, к выходу канала обработки сигналов подключены индикатор и блок регистрации информационных сигналов (Сборник статей «Состояние и направления развития средств дефектоскопии рельсов в условиях реформирования путевого хозяйства» МПС РФ Санкт-Петербург, 2002, с.56). Дефектоскопы с индуктивными измерительными преобразователями позволяют обеспечить относительно высокую рабочую скорость контроля. Однако индуктивные измерительные преобразователи не обеспечивают требуемую достоверность контроля при малых рабочих скоростях движения дефектоскопа, близких к нулю.

Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих скоростей контроля магнитного дефектоскопа при сохранении высокой достоверности контроля рельсов.

Технический результат достигается тем, что магнитный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов, содержащий установленные на подвижном средстве измерительный датчик, состоящий из индуктивного измерительного преобразователя, средство намагничивания, блок обработки сигналов, соединенный с выходом датчика, блок регистрации и индикатор, подключенные к выходам блока обработки сигналов, снабжен датчиком скорости, блоком формирования сигналов управления, а измерительный датчик дополнительно содержит магниторезистивный и/или феррозондовый измерительные преобразователи и управляемый коммутатор, измерительные преобразователи размещены внутри корпуса измерительного датчика, а их выходы соединены с соответствующими входами управляемого коммутатора, выход которого является выходом измерительного датчика, управляющий вход коммутатора подключен к выходу блока формирования сигналов управления, вход которого соединен с датчиком скорости.

Магнитный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов с вышеперечисленной совокупностью признаков позволяет обеспечить высокую достоверность контроля рельсов в широком диапазоне рабочих скоростей контроля начиная от скоростей, близких к нулю.

На чертеже представлена схема магнитного дефектоскопа для контроля железнодорожных рельсов.

Магнитный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов содержит установленные на подвижном средстве (на чертеже не показано) измерительный датчик 1, состоящий из индуктивного измерительного преобразователя 2, магниторезистивного и/или феррозондового измерительных преобразователей 3, 4, измерительные преобразователи 2, 3 и 4 размещены внутри корпуса измерительного датчика 1, а их выходы соединены с соответствующими входами управляемого коммутатора 5, средство 6 намагничивания, блок 7 обработки сигналов соединен с выходом измерительного датчика 1 (выходом управляемого коммутатора 5), блок 8 регистрации и индикатор 9 подключены к выходам блока 7 обработки сигналов, датчик 10 скорости, который устанавливается на буксе, соединен с входом блока 11 формирования сигналов управления, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 5.

Магнитный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов работает следующим образом. При небольшой скорости движения дефектоскопа (приблизительно до 10 км/час) установленный на нем датчик 1 перемещается с той же линейной скоростью относительно контролируемого рельса. Измерительный датчик 1 устанавливается на магнитном дефектоскопе таким образом, чтобы он располагался над поверхностью контролируемого объекта (рельса). Датчик имеет корпус, внутри которого установлены измерительные преобразователи 2, 3 и/или 4. Корпус препятствует внешнему воздействию (пыли, влаги и т.д.) на эти преобразователи. Блок 11 формирования сигналов управления, на который поступает информация о скорости движения (с датчика 10 скорости), на своем выходе формирует сигнал, устанавливающий коммутатор 5 в положение, обеспечивающее соединение выхода магниторезистивного измерительного преобразователя 3 с выходом измерительного датчика 1. Выходным сигналом измерительного датчика 1, который поступает на вход блока 7 обработки сигналов дефектоскопа, будет сигнал, снимаемый с выхода магниторезистивного измерительного преобразователя 3 или феррозондового измерительного преобразователя 4, которые надежно функционируют и обеспечивают требуемую достоверность выявления дефектов в контролируемом объекте (рельсе) в диапазоне малых линейных скоростей перемещения. При размещении в измерительном датчике 1 одновременно магниторезистивного и феррозондового измерительных преобразователей 3 и 4 каждый из них используется в своем диапазоне линейных скоростей перемещения. Это позволяет повысить достоверность контроля, поскольку измерительные преобразователи осуществляют надежное выявление дефектов в изделии только при вполне определенном диапазоне линейных скоростей перемещения. В данном случае при увеличении скорости информация об этом увеличении поступает на блок 11 формирования сигналов управления, который в свою очередь формирует сигнал управления коммутатором 5, обеспечивающим подключение к выходу датчика феррозондового измерительного преобразователя 4. При дальнейшем возрастании скорости движения дефектоскопа сигнал на выходе датчика скорости увеличивается. Если значение параметра выходного сигнала датчика скорости превысит заданную величину, блок 11 формирует сигнал управления, который поступает на управляющий вход коммутатора 5, который обеспечивает соединение выхода индуктивного измерительного преобразователя 2 с выходом измерительного датчика 1. Выходным сигналом измерительного датчика 1, поступающим на вход блока 7 обработки сигналов устройства дефектоскопии, будет сигнал, снимаемый с выхода индуктивного измерительного преобразователя 2, который стабильно работает при относительно высоких рабочих скоростях контроля. Сигнал, поступающий на вход блока 7 обработки сигналов, подвергается преобразованию, необходимому для осуществления регистрации сигнала в блоке 8 регистрации и отображения на индикаторе 9. Снижение скорости движения дефектоскопа, при которой значение параметра выходного сигнала датчика скорости будет ниже заданной величины, приведет к формированию управляющего сигнала, обеспечивающего переключение коммутатора 5 в первоначальное состояние, осуществляющее соединение выхода магниторезистивного измерительного преобразователя 3 с выходом датчика 1, или соединение с выходом измерительного датчика 1 феррозондового измерительного преобразователя 4 в зависимости от скорости движения дефектоскопа. Таким образом, наличие в дефектоскопе двух и более измерительных преобразователей, подключаемых посредством управляемого коммутатора 5 к блоку 7 обработки сигналов, позволило расширить диапазон рабочих скоростей контроля дефектоскопа, причем нижняя граница скорости контроля близка к нулю. В качестве блоков и узлов, входящих в состав предлагаемого магнитного дефектоскопа для контроля железнодорожных рельсов, могут быть использованы аналогичные средства, используемые в устройствах дефектоскопии железнодорожных рельсов. В частности, магниторезистивные феррозондовые и индуктивные измерительные преобразователи широко используются в устройствах дефектоскопии. В качестве средства 6 намагничивания, обеспечивающего в процессе работы дефектоскопа намагничивание контролируемого рельса, могут быть использованы, например, магниты или электромагниты. Блок 7 обработки сигналов представляет собой блок, преобразующий выходные сигналы измерительного датчика 1 в вид, удобный для их записи в блок 8 регистрации, и в вид, удобный для отображения на индикаторе 9. Блок 11 формирования сигналов управления может иметь различную реализацию в зависимости от выходного сигнала датчика скорости. Если выходной сигнал датчика скорости преобразован в напряжение, уровень которого изменяется в зависимости от скорости движения, то блок 11 формирования сигналов управления может быть выполнен в виде пороговых элементов, каждый из которых выбран с определенным (требуемым) порогом срабатывания, при превышении которого обеспечивается выработка сигнала управления коммутатором 5 для подключения в зависимости от диапазона скорости движения необходимого измерительного преобразователя. Если выходной сигнал датчика скорости будет в виде импульсного сигнала, частота повторения которых зависит от скорости движения, то в данном случае сигнал может быть преобразован в код, а сигнал управления может быть сформирован блоком 11 при совпадении кодового сигнала с предварительно записанным кодовым сигналом, соответствующим определенному диапазону скорости. В данном случае блок 11 также легко реализовать. Таким образом, магнитный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов при относительно простой конструкции обеспечивает высокую достоверность контроля рельсов в широком диапазоне рабочих скоростей контроля начиная от скоростей близких, к нулю.