【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统及检测方法，属于轨道交通检测技术。
技术介绍
1、轨道扣件系统在铁路运行中发挥着稳固铁轨的作用，是确保铁路系统能够安全可靠运行的重要构件。螺栓(亦称为螺旋道钉)则是扣件系统的核心构件，只有螺栓牢固才能确保扣件系统的功能正常。因此，扣件系统中的螺栓是否牢固是铁路检测过程中的重点。
2、我国高速铁路无砟轨道占据了高速铁路全线的90％以上，且无砟轨道中板式轨道占据了50％以上，而板式轨道中大约75％使用了wj-8型号的扣件系统。此外，每条铁轨都包含数以千计的扣件系统。而螺栓松动属于扣件系统检测的主要检测项目，数量繁多的扣件数量导致这个项目的检测需求量极大。
3、目前大部分轨道系统的扣件螺栓松动检测仍然以来人工检测，通过人工目测判断扣件螺栓是否松动，依靠人工检测不仅效率低、成本高，检测结果还易受人为因素和外部环境因素影响，造成漏判误判的情况，检测结果不可靠。
4、而随着人工智能的进一步发展，出现了一系列通过视觉图像技术来辅助轨道扣件系统螺栓检测的技术，如申请号为cn201710949482.9的中国专利申请公开的一种双光谱成像铁轨及扣件异常检测方法，以及申请号为cn201310159000.1的中国专利申请公开的一种高速动态实时检测铁轨扣件松动的方法及装置，这类检测技术通常是采用相机获取铁轨及扣件图像数据，通过图像处理和识别技术进行扣件以及扣件螺栓的异常检测。但是这类检测技术受环境影响较大，在雨雪天气或风沙环境下会产生较大的图像采集噪声，对后续
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：针对现有基于视觉图像处理的轨道扣件检测技术在恶劣环境中出现精准性下降的问题，提供一种直接并且能够实现快速初筛的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统及检测方法。
2、本专利技术采用如下技术方案实现：
3、本专利技术首先公开了一种无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，包括检测车1以及设置在检测车上的检测传感器2；所述检测车1沿轨道行驶，所述检测传感器2包括接触探头201和滑动可变电阻204，所述接触探头201弹性伸缩设置，包括接触部和伸缩移动部，其接触部在检测传感器随检测车行驶的过程中碰触轨道两侧扣件螺栓，伸缩移动部与滑动可变电阻204的阻值调节器连接，所述接触探头201在触碰扣件螺栓过程中改变滑动可变电阻的阻值，通过检测滑动可变电阻的电阻变化值实现扣件螺栓松动长度检测。
4、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统中，进一步的，所述检测传感器2还包括防护外壳21，所述防护外壳21内部设有限位导管202，所述接触探头201的伸缩移动部滑移装配在限位导管202内部，并在限位导管底部设置将接触探头伸出的回位弹簧203。
5、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统中，进一步的，所述接触探头201沿竖直方向伸缩设置，其接触头朝下与扣件螺栓碰触，所述接触头迎向扣件螺栓的接触面设置为斜面。
6、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统中，进一步的，所述检测传感器2通过可调支架22与检测车的车架连接。
7、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统中，进一步的，所述滑动可变电阻204为沿接触探头伸缩移动方向布置的电阻丝线圈，其上的阻值调节器为电阻丝线圈上滑移的调节滑片，所述接触探头201的伸缩移动部与该调节滑片连接。
8、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统中，进一步的，所述滑动可变电阻204接入电流检测电路，所述电流检测电路上设有电流记录仪311，所述电流记录仪311实时检测通过滑动可变电阻的电流并记录电流值变化。
9、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统中，进一步的，所述电流检测电路上串联设有扣件位置记录仪312，所述扣件位置记录仪312搭载北斗定位芯片，通过北斗定位芯片实时定位扣件位置信息，所述扣件位置记录仪312与电流记录仪311反馈连接，所述电流记录仪311检测到滑动可变电阻的电阻变化同时记录对应的扣件位置信息。
10、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统中，进一步的，所述电流记录仪311和扣件位置记录仪312与信息存储模块31通信连接，所述信息存储模块31计算并存储检测的扣件螺栓松动长度信息和对应扣件位置信息，并通过通信模块传输至上位机。
11、本专利技术还公开了一种无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测方法，采用本专利技术上述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，按照如下步骤进行检测：
12、前期调试，安装检测传感器于检测车上，通过可调支架调整接触探头的接触部底端与标准扣件螺栓接触，标定为接触探头的标准检测位置；
13、中期检测，启动检测车检测轨道所有扣件螺栓的松动情况，获得扣件的螺栓松动长度；
14、后期处理，当检测到螺栓松动长度超过安全阈值的异常螺栓时，通过信息存储模块记录、保存并上传异常螺栓的松动长度信息和扣件位置信息，反馈检修人员至指定扣件位置对异常螺栓进行检查维修，由检修人员反馈检查维修结果，解除该扣件位置的螺栓松动异常信息；
15、若异常螺栓松动长度在安全阈值内，则保留检测结果，将该螺栓作为下次检测的重点关注对象。
16、在本专利技术的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统的检测方法中，所述螺栓松动信息为螺栓松动长度，所述螺栓松动长度通过下式计算：
17、l＝r/(ρ·πr2·πr12)，
18、其中，l为扣件螺栓因松动导致在竖直方向上升高的螺栓松动长度，ρ为滑动可变电阻采用的电阻丝的电阻率，r为滑动可变电阻采用的电阻丝横截面半径，r1为滑动可变电阻的电阻丝缠绕线圈半径，r为滑动可变电阻接入电流检测电路的实时电阻变化值，r＝v/a-(r1+r2)，在扣件螺栓未发生松动而升高时，r为0，r1为电流检测电路上设置的固定电阻的电阻阻值，r2为电流检测电路上其他用电器的电阻阻值，v为电流检测电路的检测电源电压，a为电流记录仪检测的经过电流检测电路的电流。
19、本专利技术采用上述技术方案具有如下有益效果：
20、(1)本专利技术的检测系统采用了基于传感器技术的检测方法，通过接触探头与扣件螺栓的触碰改变滑动可变电阻的阻值，检测电流值变化，进而判断扣件螺栓是否松动及其得出螺栓松动长度，响应速度极快，检测过程中检测车以较高速率运行，检测效率远高于人工检测的逐个排查，极大地提高了检测效率，并且避免了人工检测的误判漏判，提高了检测准确率，检测高效准确。
21、(2)本专利技术的接触探头选择合适柔性材料，采用斜面与扣件螺栓碰触，利用斜面分解产生的竖直分力推动接触探头来改变滑动可变电阻的电阻阻值，避免直接正面撞击，实现对扣件螺栓的无损接触检测。
22、(3)本专利技术的检测系统通过检测传感器触碰异常扣件螺栓进行检测，较视觉图像采集，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：包括检测车(1)以及设置在检测车上的检测传感器(2)；
2.根据权利要求1所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述检测传感器(2)还包括防护外壳(21)，所述防护外壳(21)内部设有限位导管(202)，所述接触探头(201)的伸缩移动部滑移装配在限位导管(202)内部，并在限位导管底部设置将接触探头伸出的回位弹簧(203)。
3.根据权利要求2所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述接触探头(201)沿竖直方向伸缩设置，其接触头朝下与扣件螺栓碰触，所述接触头迎向扣件螺栓的接触面设置为斜面。
4.根据权利要求1所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述检测传感器(2)通过可调支架(22)与检测车的车架连接。
5.根据权利要求1所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述滑动可变电阻(204)为沿接触探头伸缩移动方向布置的电阻丝线圈，其上的阻值调节器为电阻丝线圈上滑移的调节滑片，所述接触探头(201)
6.根据权利要求1-5中任一项所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述滑动可变电阻(204)接入电流检测电路，所述电流检测电路上设有电流记录仪(311)，所述电流记录仪(311)实时检测通过滑动可变电阻的电流并记录电流值变化。
7.根据权利要求6所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述电流检测电路上串联设有扣件位置记录仪(312)，所述扣件位置记录仪(312)搭载北斗定位芯片，通过北斗定位芯片实时定位扣件位置信息，所述扣件位置记录仪(312)与电流记录仪(311)反馈连接，所述电流记录仪(311)检测到滑动可变电阻的电阻变化同时记录对应的扣件位置信息。
8.根据权利要求7所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述电流记录仪(311)和扣件位置记录仪(312)与信息存储模块(31)通信连接，所述信息存储模块(31)计算并存储检测的扣件螺栓松动长度信息和对应扣件位置信息，并通过通信模块传输至上位机。
9.无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测方法，其特征在于：采用权利要求8所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，按照如下步骤进行检测：
10.根据权利要求9中的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测方法，其特征在于：所述螺栓松动长度通过下式计算：
...【技术特征摘要】
1.无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：包括检测车(1)以及设置在检测车上的检测传感器(2)；
2.根据权利要求1所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述检测传感器(2)还包括防护外壳(21)，所述防护外壳(21)内部设有限位导管(202)，所述接触探头(201)的伸缩移动部滑移装配在限位导管(202)内部，并在限位导管底部设置将接触探头伸出的回位弹簧(203)。
3.根据权利要求2所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述接触探头(201)沿竖直方向伸缩设置，其接触头朝下与扣件螺栓碰触，所述接触头迎向扣件螺栓的接触面设置为斜面。
4.根据权利要求1所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述检测传感器(2)通过可调支架(22)与检测车的车架连接。
5.根据权利要求1所述的无损接触式轨道扣件螺栓松动长度检测系统，其特征在于：所述滑动可变电阻(204)为沿接触探头伸缩移动方向布置的电阻丝线圈，其上的阻值调节器为电阻丝线圈上滑移的调节滑片，所述接触探头(201)的伸缩移动部与该调节滑片连接，伸缩移动部的上下伸缩移动导致调节滑片的同步上下移动。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的无...
【专利技术属性】
技术研发人员：单智，彭金骠，余志武，豆豪磊，伍军，
申请(专利权)人：高速铁路建造技术国家工程研究中心，
类型：发明
国别省市：
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