铁路夹板探伤仪制造技术

本实用新型专利技术是用于铁路钢轨夹板的电磁探伤仪。该探伤仪由主机、探头两大部分组成。电路设计新颖，电路中采用双磁敏元件和两路对称的放大器、整流滤波器及一个比较器组成的比较电路。电路中的两路报警控制器，是排除提离、晃动等误报及提高整机稳定性的重要措施。本实用新型专利技术与已有的探伤仪相比，不用磁粉或耦合剂，实现了毛面探伤，不污染环境。体积小，重量轻，操作简单，检测灵敏度高。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于用电，磁的方法测试金属材料裂缝的仪器，特别适用于铁路夹板裂纹的检测。铁路夹板探伤仪采用电磁探伤原理，用于铁路钢轨夹板的伤损检测，也适用于其它铁磁性工件的探伤。铁路线路上由于列车长期运行，钢轨夹板会出现疲劳伤损，一些细小的裂纹靠肉眼检查很难发现。又由于夹板的制造工艺和使用条件的限制，夹板表面为未进行精加工的毛面，在使用中大多锈蚀严重，没有一个光洁的工作面，过去已有的探伤仪器却无法直接用于线路上的夹板探伤。本技术的目的是克服上述困难，提供一种直接用于夹板毛面探伤的仪器。本技术的实施方案是这样实现的铁路夹板探伤仪的特殊之处在于该探伤仪是由电源、电压指示器、放大器、整流滤波器、比较器、励磁器、报警控制器、报警器所构成的主机和探头组成。放大器有两路放大器，分别由集成运放LM124(1、2、3、12、13、14)、电容C6、7、12、13、电阻R8、9、10、14、15、16、17、电位器W1组成。整流滤波器由电容C8、9、10、11、14、15、16、17、电阻R11、18、19、二极管D4、5、6、8、9、10、电位器W2组成。比较器由集成运放LM124(8、9、10)组成。报警控制器由两路构成第一路由集成运放LM124(5、6、7)，晶体管T3、电容C20、21、22、电阻R26、27、30二极管D12电位器W4组成；第二路由磁敏元件HS3和集成运放LM124(5、6、7)。LM224(12、13、14)，晶体三极管T4、电容C1、2、3、4、5、电阻R1、2、3、4、5、6、7、二极管D1、2、3、电位器W3组成。探头由外壳、铁芯、导向块、励磁线圈、屏蔽罩、引磁片、磁敏元件组成。屏蔽罩是一方形的铁磁性壳体，长为18－22mm，宽为5～9mm，高为5～9mm。引磁片是一个长方形的铁磁性另件，其尺寸为长5～7mm，宽4～6mm，厚3～5mm。现结合附图详细描述本技术的实施例。附图说明图1为铁路夹板探伤仪工作原理方框图。图2为铁路夹板探伤仪电原理图。图3为探头结构示意图。图1中1、电源6、整流滤波器2、电压指示器7、比较器3、探头8、励磁器4、工件9、报警控制器5、放大器10、报警器图2中R1－R30电阻C1－C25电容W1－W5电位器D1－D15二极管L 励磁线圈IC1、IC2集成运放LM124、LM224HS1、HS2、HS3磁敏元件T1－T4晶体三极管DC 直流电源K 开关FT 蜂鸣器7805、稳压管图3中11、外壳15、屏蔽罩12、铁芯16、引磁片13、导向块17、磁敏元件14、励磁线圈15－17检测头一种用于铁路钢轨夹板的电磁探伤仪是由主机和探头所组成(图1)主机主要由电源(1)及电路板组成，电路板包括励磁器(8)、放大器(5)、整流滤波器(6)、比较器(7)、报警控制器(9)、报警器(10)和电压指示器(2)等部分。电源采用9.6V镉镍充电电池，电路各部分详细组成如下1、励磁器件(8)在图2中该部分由IC2(1、2、3)、晶体三极管T1、电容C18～19、电阻R20～25、励磁线圈L和二极管D11组成。2、放大器(5)主机有两路对称的放大器(5)，在图2中分别由IC1(1、2、3)、IC1(12、13、14)、电容C6～7、C12～13、电阻R8～10、R14～17和电位器W1组成，W1为两路平衡调节，放大器增益约50dB。3、整流滤波器(6)在图2中该部分亦为两路对称式，由电容C8～11、C14～17、电阻R11，R18～19、二极管D4～6，D8～10和电位器W2组成，W2为灵敏度调节。4、比较器(7)在图2中比较器(7)由IC1(8、9、10)组成。5、报警控制器(9)主机设有两路报警控制，在图2中，第一路由IC2(5、6、7)、晶体三极管T3、电容C20～22，电阻R26～27、R30，二极管D18及电位器W4组成，W4调节控制范围；第二路由IC1(5、6、7)、IC2(12、13、14)、晶体三极管T4、电容C1～5、电阻R1～7、二极管D1～3和电位器W3组成，W3可调节控制范围。6、报警器(10)在图2中报警器(10)由蜂鸣器FT，红色发光二极管D7、晶体三极管T2和电阻R12～13组成。7、电压指示器(2)该部分由图2中的IC2(8、9、10)、绿色发光二极管D15、稳压二极管D14、电阻R28～29，电位器W5组成。本技术的探头结构示意图如图3。探头由外壳(11)、型铁芯(12)、励磁线圈(14)、导向块(13)和检测头(15、16、17)等组成。检测头外面为屏蔽罩(15)，内装两片磁敏元件(17)和两个引磁片(16)，检测头内的两片磁敏元件HS1和HS2用于拾取工件上的伤损信号，贴在线圈上的另一片HS3用于报警控制。本技术的实施过程为(参看图2)合上电源开关K，电源DC经过稳压管7805稳压后对主机和探头(3)供电。当电压指示器(2)的绿灯亮时，表示电源电压正常；当电源电压低于8V时，绿灯熄灭，表示电源应充电后再用。电路上电后先由励磁器件(8)产生50Hz交变励磁电流送往探头(3)，对工件(4)进行局部磁化。探头(3)在工件(4)上移动，未遇到裂纹时，工件(4)表面的磁场强度无显著变化，检测头(15－17)内的磁敏元件HS1和HS2检出的电压信号基本相等，此信号经过两路放大(5)、整流滤波(6)后送往比较器(7)，因两路电压信号大小相等，比较器(7)输出为零，报警器(10)不报警。当检测头(15－17)遇到裂纹时，裂纹处有漏磁产生，使工件(4)表面的磁场强度发生突变，由于磁敏元件HS1和HS2不在同一位置，HS1和HS2的感应电压信号也不相同，此信号分别经过两路放大(5)，整流滤波(16)后送往比较器(7)，致使比较器(7)输出一直流高电压信号(即伤损信号)，此信号打开报警门，使报警器(10)产生声光报警。在探头(3)接触或离开工件(4)的瞬间，使用中探头(3)晃动或一端抬起，都可能使工件(4)表面磁场强度发生突变，这一突变信号由检测头(15－17)拾取后将造成误报警。报警控制器(9)有效地抑制了由此而产生的误报警。第一路报警控制取励磁电压信号与一基准电压进行比较，比较后的信号控制晶体三极管T3的导通或截止，当探头(3)与工件(4)接触不良时，励磁电压小于基准电压，T3截止，关闭报警。第二路报警控制取磁敏元件HS3的感应电压与一基准电压进行比较，当探头(3)晃动或一端抬起时，HS3输出一较大信号，此信号经过放大、整流滤波，使晶体管T4导通，强制比较器(7)的10脚接地，使比较器(7)输出为零，关闭报警。本技术与已有的常用探伤仪相比，具有以下优点①与超声波探伤仪相比，它省去了耦合剂，实现了毛面探伤；②与磁粉探伤仪相比，它不需要磁粉，避免了对工件和环境的污染；③与涡流探伤仪相比，它不受边缘效应的影响。④体积小，重量轻，操作简单，检测灵敏度较高。本技术的新颖性和创造性主要表现在以下几方面。第一，采用电磁原理研究制造的夹板探伤仪，在此以前未见到国内外有这方面的资料报道。第二，电路设计新颖，集成化程度较高。电路中采用的HS1、HS2双磁敏元件和由两路对称的放大器、整流滤波器及一个比较器组成的比较电路，是实现毛面探伤的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于铁路钢轨夹板的电磁探伤仪，其特征在于：该探伤仪是由电源（１）、电压指示器（２）、放大器（５）、整流滤波器（６）、比较器（７）、励磁器（８）、报警控制器（９）、报警器（１０）构成的主机和探头（３）所组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：公虎英，张炜，蔡飞飞，陈创时，冯桂宝，
申请(专利权)人：兰州铁路局科学技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]