轮对故障动态检测系统

22
3、检测过程
检测过程受“轮对故障动态检测系统”的统一控 制。当有机车、车辆到达时，车号识别系统识别出车 号信息，轮对探伤系统在“轮对故障动态检测系统” 主控程序控制下进入待检状态；当轮对通过轮对探伤 系统检测区域时，轮对探伤系统完成车轮踏面的缺陷 检测，并分析、存储检测结果；当机车、车辆通过检 测区域后，主控程序下达检测结束命令，轮对探伤系 统结束当前检测过程，并将检测、分析结果传递到控 制室服务器上的数据库中保存，然后轮对探伤系统进 入待机状态。
CS1
RL3`
RL3
说明： 1、CS1---CS8为8套擦伤检测传感器； 2、D3为开始检测传感器，RL3、RL3`为车体辨向计数传感器； 3、TX1、TX2为信号调理箱；
D3
25
3. 检测流程
26
6. 现场应用情况
“轮对故障动态检测系统”目前已在动车组运用所、 车辆段、机务段、地铁公司推广应用30多套（其中 动车所5套）。
关闭车号 识别系统
D1`触发
上传来车信息
N
是否检测
Y
开启现场检测设备
数据采集
N 车体离去
Y
关闭现场检测设备及 车号识别设备
计轴计辆 判向
数据处理、分析
存储
远程
SQL数据库
报表、综合分析报告
19
5.2电磁超声探伤系统
应用先进的电磁超声换能器（EMAT）原理， 具有非接触快速检测、无需耦合剂的特点，能够 实现轮对踏面缺陷的快速动态自动检测。 1、工作原理
（2）车轮擦伤（不圆度）检测精度
±0.２mm ±0.２mm ±0.４mm ±0.６mm ±0.２mm
擦伤深度
±0.2 mm
（3）踏面裂纹检测指标

动车组车轮故障在线检测系统1 适用范围动车组车轮故障在线检测系统适用于各型动车组入库前车轮外形几何尺寸、踏面擦伤、车轮内部缺陷的在线动态检测。

本技术条件规定了该系统组成与功能、技术参数和安装要求。

2 规范性引用文件TB/T 3182-2007 机车车辆车轮动态检测系统。

JB/T10062-1999 超声探伤用探头性能测试方法JB/T9214-2010 A型脉冲反射式超声探伤系统工作性能测试方法IEC—61000国际电工委员会电磁兼容系列标准CCITT和EIA通讯网络物理接口和电器接口标准GB 2423.1 电工电子产品基本环境试验规程GB 6587 电子测量仪器环境试验总纲GB 6587.2 电子测量仪器温度试验GB 6587.3 电子测量仪器湿度试验GB 6587.7 电子测量仪器基本安全试验GB 6833.02 电子测量仪器电子兼容性试验规范磁场敏感度试验GB/T 8566 计算机软件开发规范GB/T 8566 信息技术软件生存周期过程GJB/Z 102 软件可靠性和安全性设计准则TB/T 449 机车车辆车轮轮缘踏面外形TB/T 1010 车辆用轮对类型及尺寸GB146.1 标准轨距铁路机车车辆界限GB146.2 标准轨距铁路建筑界限《动车组管理信息系统自动化接口规范》（运装管验〔2008〕178号）3 系统组成与功能3.1系统组成该系统由车轮外形几何尺寸检测单元、踏面擦伤检测单元、车轮探伤单元组成。

各单元独立安装、运行、检测，信息接口统一规范。

3.2功能3.2.1系统功能能够自动检测踏面磨耗、轮缘厚度、QR值、车轮直径、轮对内距；车轮踏面擦伤（与钢轨接触的）；轮缘径向缺陷、轮辋周向及径向缺陷。

具有车号及端位自动识别、通过速度检测、车辆接近和离去检测功能。

3.2.2软件功能3.2.2.1具有探伤检测数据采用轮饼图、A扫等关联显示分析功能。

3.2.2.2具有绘制轮对外形检测曲线并与踏面标准外形进行比较显示功能。

轮对动态检测系统（LY）
轮对动态检测系统（LY）
轮对自动检测系统基本单元包括： 中央微机：数据采集与传输、测速、空调、配电控制等，并能通过
ISDN专线进行远程服务。 数据服务器：可以储存大量测量数据，对轮对进行跟踪比较，回执
发展趋势图并提前预报可能出现的问题，通过监控计算机显示并输出 ，还可以通过局域网把数据传至需要的地方（如不落轮镟床）。
4
轮对动态检测系统（LY）
2.椭圆度与扁疤测量： 椭圆度与扁疤测量模块原理 除去轨道原因，轮对的不真圆和扁疤是引
起机车车辆上下振动的最主要原因。 两类缺陷直接反应在轮对滚动圆形你的上
下波动（椭圆）与跳动（扁疤）上。因此测 量椭圆度与扁疤的最好办法莫过于记录一个 周长L内圆心的上下波动于跳动情况。
5
2
轮对动态检测系统（LY）
系统主要能够完成以下几项功能： 1.自动车号识别 2.椭圆度与扁疤测量 3.直径测量 4.外形轮廓尺寸测量 5.裂纹检测
3
轮对动态检测系统（LY）
自动车号识别： 自动车号识别模块是轮对自动检测系统的开
关，通常都安装在检测系统的最前面。光波或者 电磁波照射到物体上要发生反射，利用接收器对 反射的光波或者电磁波进行处理，通过分析反射 波的频率和强弱来确定车辆或者车列。
轮对动态检测系统（LY） 3.直径测量：由于不能用直接测量的方法，直径测量仍然采用采集轮对相关
数据，通过二次计算的方法得出。在已知弦AB和弧高CD长度的情况下，利用 几何原理计算半径的长度，从而得出车轮直径。
6
轮对动态检测系统（LY）
4.外形轮廓尺寸测量：利用片状光束垂直圆心的方向照射踏面，在踏面上 形成了车轮的光带轮廓。利用摄像机对这一光带轮廓进行拍摄，并把图像送 至计算机而得出尺寸。5.裂纹检测 （一）裂纹检测模块原理

技术与市场创新与实践２０２０年第２７卷第７期杭州地铁１号线轮对动态检测系统升级改造方案探讨楼鑫鸿（杭州杭港地铁五号线有限公司，浙江杭州３１００００）摘　要：对杭州地铁１号线现有的轮对动态检测系统检测原理及该系统在直流牵引城市轨道交通中的适用性进行了阐述，提出了基于ＬＶＴ模块的升级改造方案，介绍了改造方案的检测原理以及在城市轨道系统中使用的优点。

关键词：超声波探伤；轮对踏面；动态检测；图像采集ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２０．０７．０１５　引言杭州地铁１号线在七堡车辆基地的正线出入段安装了一套基于ＴＳＡ超声波探伤模块的轮对动态检测系统，来实行车轮踏面缺陷的快速动态自动检测。

随着使用年限的增加，现有的检测系统从实际检测性能、维护成本方面考虑，已无实际使用的价值和意义，并且接触式ＴＳＡ探伤模块在直流牵引地铁系统中存在轮对与钢轨的打火问题，并造成轮对踏面灼伤。

轮对动态检测系统现状杭州地铁１号线轮对动态检测系统应用的是电磁超声波换能器（ＥＭＡＴ）原理（见图１），通过将检测设备的４只探头（ＴＳＡ超声波探伤模块）分别交错安装（两两相隔一定距离）在左右２条定制钢轨上（见图２），利用探头在轮对踏面发出超声波，超声波在经过轮对踏面１周后回到探头形成相应的波形，通过波形来判定轮对内表面径向是否有缺陷。

其用在直流牵引城市轨道交通系统中，会有以下情况。

!"#$%&'!"(&')*+,&')*+,&'-%#$%&'()*"+,-,-,,'$".//'01(,'$".//'01(-,-,-,./-%%022222图１　超声波探伤检测原理图１．１　ＴＳＡ探伤模块针对地铁实用性不强１）ＴＳＡ探伤模块主要用于检测轮对踏面内部１０ｍｍ以下径向缺陷，而对于其他缺陷无法进行有效检测。