基于光电的钢轨探伤车超声探轮自动对中系统设计及验证

作     者：石永生 张滋黎 钟艳春 王平 熊龙辉 罗江平 SHI Yongsheng;ZHANG Zili;XIONG Longhui;ZHONG Yanchun;WANG Ping;LUO Jiangping

作者机构：中国国家铁路集团有限公司铁路基础设施检测中心北京100081 南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106 中国科学院微电子研究所光电技术研发中心北京100094 中国科学院大学光电学院北京100083 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081 株洲时代电子技术有限公司技术中心湖南株洲412001 

出 版 物：《中国铁道科学》 (China Railway Science)

年 卷 期：2023年第44卷第5期

页      面：29-38页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：科技部重点研发计划项目(2020YFF01015400ZL) 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划课题(2017G003-D) 

主　　题：探伤车 自动对中 光电测量 钢轨探伤 静态响应 

摘      要：钢轨探伤车超声探轮对中控制技术是探伤车高速检测的一项关键技术,在实际运用中因对中控制技术不足易造成钢轨伤损漏检。在既有对中控制技术基础上,采用自主化技术研究全新的基于光电的对中系统设计方案。针对钢轨夹板和道岔的干扰问题,优化自动对中软件的钢轨廓形测量算法;针对不同偏移量的对中控制问题,优化对中控制软件的控制参数及控制算法。此外,根据现场用户静态测试需求,开展探轮自动对中系统静态响应指标试验;根据现场用户动态测试需求,开展探轮自动对中系统运行测试试验。结果表明:新设计的对中系统能够在60 kg负载情况下对5 mm阶跃信号的动态响应可上升时间57 ms、超调量18.6%、稳定时间156 ms,并在铁路线路实测中对中标准差可达到2.46 mm、极限偏差不大于7.19 mm,且无对中不良情况出现;全路60辆80 km·h^(-1)的GTC-80型探伤车全部完成了激光对中改造,现场运用良好,设计的基于光电的超声探轮自动对中系统能够满足探伤车在80 km·h^(-1)时的探伤检测需求。