本發(fā)明公開了一種無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)及檢測方法，屬于軌道交通檢測技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、軌道扣件系統(tǒng)在鐵路運行中發(fā)揮著穩(wěn)固鐵軌的作用，是確保鐵路系統(tǒng)能夠安全可靠運行的重要構(gòu)件。螺栓(亦稱為螺旋道釘)則是扣件系統(tǒng)的核心構(gòu)件，只有螺栓牢固才能確?？奂到y(tǒng)的功能正常。因此，扣件系統(tǒng)中的螺栓是否牢固是鐵路檢測過程中的重點。

2、我國高速鐵路無砟軌道占據(jù)了高速鐵路全線的90％以上，且無砟軌道中板式軌道占據(jù)了50％以上，而板式軌道中大約75％使用了wj-8型號的扣件系統(tǒng)。此外，每條鐵軌都包含數(shù)以千計的扣件系統(tǒng)。而螺栓松動屬于扣件系統(tǒng)檢測的主要檢測項目，數(shù)量繁多的扣件數(shù)量導致這個項目的檢測需求量極大。

3、目前大部分軌道系統(tǒng)的扣件螺栓松動檢測仍然以來人工檢測，通過人工目測判斷扣件螺栓是否松動，依靠人工檢測不僅效率低、成本高，檢測結(jié)果還易受人為因素和外部環(huán)境因素影響，造成漏判誤判的情況，檢測結(jié)果不可靠。

4、而隨著人工智能的進一步發(fā)展，出現(xiàn)了一系列通過視覺圖像技術(shù)來輔助軌道扣件系統(tǒng)螺栓檢測的技術(shù)，如申請?zhí)枮閏n201710949482.9的中國專利申請公開的一種雙光譜成像鐵軌及扣件異常檢測方法，以及申請?zhí)枮閏n201310159000.1的中國專利申請公開的一種高速動態(tài)實時檢測鐵軌扣件松動的方法及裝置，這類檢測技術(shù)通常是采用相機獲取鐵軌及扣件圖像數(shù)據(jù)，通過圖像處理和識別技術(shù)進行扣件以及扣件螺栓的異常檢測。但是這類檢測技術(shù)受環(huán)境影響較大，在雨雪天氣或風沙環(huán)境下會產(chǎn)生較大的圖像采集噪聲，對后續(xù)的圖像識別造成誤判，影響最終檢測結(jié)果的精準性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有基于視覺圖像處理的軌道扣件檢測技術(shù)在惡劣環(huán)境中出現(xiàn)精準性下降的問題，提供一種直接并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速初篩的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)及檢測方法。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、本發(fā)明首先公開了一種無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)，包括檢測車1以及設置在檢測車上的檢測傳感器2；所述檢測車1沿軌道行駛，所述檢測傳感器2包括接觸探頭201和滑動可變電阻204，所述接觸探頭201彈性伸縮設置，包括接觸部和伸縮移動部，其接觸部在檢測傳感器隨檢測車行駛的過程中碰觸軌道兩側(cè)扣件螺栓，伸縮移動部與滑動可變電阻204的阻值調(diào)節(jié)器連接，所述接觸探頭201在觸碰扣件螺栓過程中改變滑動可變電阻的阻值，通過檢測滑動可變電阻的電阻變化值實現(xiàn)扣件螺栓松動長度檢測。

4、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)中，進一步的，所述檢測傳感器2還包括防護外殼21，所述防護外殼21內(nèi)部設有限位導管202，所述接觸探頭201的伸縮移動部滑移裝配在限位導管202內(nèi)部，并在限位導管底部設置將接觸探頭伸出的回位彈簧203。

5、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)中，進一步的，所述接觸探頭201沿豎直方向伸縮設置，其接觸頭朝下與扣件螺栓碰觸，所述接觸頭迎向扣件螺栓的接觸面設置為斜面。

6、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)中，進一步的，所述檢測傳感器2通過可調(diào)支架22與檢測車的車架連接。

7、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)中，進一步的，所述滑動可變電阻204為沿接觸探頭伸縮移動方向布置的電阻絲線圈，其上的阻值調(diào)節(jié)器為電阻絲線圈上滑移的調(diào)節(jié)滑片，所述接觸探頭201的伸縮移動部與該調(diào)節(jié)滑片連接。

8、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)中，進一步的，所述滑動可變電阻204接入電流檢測電路，所述電流檢測電路上設有電流記錄儀311，所述電流記錄儀311實時檢測通過滑動可變電阻的電流并記錄電流值變化。

9、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)中，進一步的，所述電流檢測電路上串聯(lián)設有扣件位置記錄儀312，所述扣件位置記錄儀312搭載北斗定位芯片，通過北斗定位芯片實時定位扣件位置信息，所述扣件位置記錄儀312與電流記錄儀311反饋連接，所述電流記錄儀311檢測到滑動可變電阻的電阻變化同時記錄對應的扣件位置信息。

10、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)中，進一步的，所述電流記錄儀311和扣件位置記錄儀312與信息存儲模塊31通信連接，所述信息存儲模塊31計算并存儲檢測的扣件螺栓松動長度信息和對應扣件位置信息，并通過通信模塊傳輸至上位機。

11、本發(fā)明還公開了一種無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測方法，采用本發(fā)明上述的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)，按照如下步驟進行檢測：

12、前期調(diào)試，安裝檢測傳感器于檢測車上，通過可調(diào)支架調(diào)整接觸探頭的接觸部底端與標準扣件螺栓接觸，標定為接觸探頭的標準檢測位置；

13、中期檢測，啟動檢測車檢測軌道所有扣件螺栓的松動情況，獲得扣件的螺栓松動長度；

14、后期處理，當檢測到螺栓松動長度超過安全閾值的異常螺栓時，通過信息存儲模塊記錄、保存并上傳異常螺栓的松動長度信息和扣件位置信息，反饋檢修人員至指定扣件位置對異常螺栓進行檢查維修，由檢修人員反饋檢查維修結(jié)果，解除該扣件位置的螺栓松動異常信息；

15、若異常螺栓松動長度在安全閾值內(nèi)，則保留檢測結(jié)果，將該螺栓作為下次檢測的重點關(guān)注對象。

16、在本發(fā)明的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)的檢測方法中，所述螺栓松動信息為螺栓松動長度，所述螺栓松動長度通過下式計算：

17、l＝r/(ρ·πr2·πr12)，

18、其中，l為扣件螺栓因松動導致在豎直方向上升高的螺栓松動長度，ρ為滑動可變電阻采用的電阻絲的電阻率，r為滑動可變電阻采用的電阻絲橫截面半徑，r1為滑動可變電阻的電阻絲纏繞線圈半徑，r為滑動可變電阻接入電流檢測電路的實時電阻變化值，r＝v/a-(r1+r2)，在扣件螺栓未發(fā)生松動而升高時，r為0，r1為電流檢測電路上設置的固定電阻的電阻阻值，r2為電流檢測電路上其他用電器的電阻阻值，v為電流檢測電路的檢測電源電壓，a為電流記錄儀檢測的經(jīng)過電流檢測電路的電流。

19、本發(fā)明采用上述技術(shù)方案具有如下有益效果：

20、(1)本發(fā)明的檢測系統(tǒng)采用了基于傳感器技術(shù)的檢測方法，通過接觸探頭與扣件螺栓的觸碰改變滑動可變電阻的阻值，檢測電流值變化，進而判斷扣件螺栓是否松動及其得出螺栓松動長度，響應速度極快，檢測過程中檢測車以較高速率運行，檢測效率遠高于人工檢測的逐個排查，極大地提高了檢測效率，并且避免了人工檢測的誤判漏判，提高了檢測準確率，檢測高效準確。

21、(2)本發(fā)明的接觸探頭選擇合適柔性材料，采用斜面與扣件螺栓碰觸，利用斜面分解產(chǎn)生的豎直分力推動接觸探頭來改變滑動可變電阻的電阻阻值，避免直接正面撞擊，實現(xiàn)對扣件螺栓的無損接觸檢測。

22、(3)本發(fā)明的檢測系統(tǒng)通過檢測傳感器觸碰異?？奂菟ㄟM行檢測，較視覺圖像采集，基本不受到外部環(huán)境因素的影響，抗干擾能力更強，結(jié)合檢測傳感器的防護外殼包裹結(jié)構(gòu)，即使在惡劣天氣環(huán)境下也可以進行檢查，檢查結(jié)果更穩(wěn)定可靠；檢測設備結(jié)構(gòu)簡單，無需昂貴制造成本，操作方便，有效降低了檢測成本和人工使用成本。

23、(4)本發(fā)明的檢測方法利用檢測傳感器的接觸探頭接觸松動扣件螺栓的螺頭上表面，根據(jù)接觸時電阻值變化帶來的電流信號變化來檢測扣件螺栓的具體松動長度值，并結(jié)合北斗定位技術(shù)實時定位扣件位置信息，實現(xiàn)軌道扣件螺栓松動長度的自動化檢測。

24、綜上所述，本發(fā)明提供的無損接觸式軌道扣件螺栓松動長度檢測系統(tǒng)和檢測方法具有檢測效率高、檢測結(jié)果可靠、檢測成本低和環(huán)境適應性強等特點，實現(xiàn)軌道扣件螺栓松動長度檢測自動化和信息化，為軌道扣件螺栓松動長度檢測提供了更高效可靠的檢測技術(shù)。

25、以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。