УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЕФЕКТОВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ГОЛОВКИ РЕЛЬСА

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, к устройствам для идентификации дефектов поверхностного слоя головки рельса и может быть использована в передвижных контрольно-измерительных лабораториях, в компьютеризированных вагонах-лабораториях КВЛ-П для автоматизированной идентификации дефектов поверхностного слоя головки железнодорожного рельса.
Известно устройство автоматизированный комплекс контроля состояния рельсовой колеи и регистратор ДГЭ-М, включающее в себя индукционный датчик, усилитель, устройство согласования, пульт отметчик, регистратор на бумажной ленте ДГЭ-М (http://www.eav.ru/publ1p.php?publid=2003-09a14).
Недостатком известного устройства является: низкое разрешение входного сигнала, ручная настройка оборудования, ручной оперативный контроль, ручная расшифровка сигнала, недолговечность носителя бумажной ленты.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, является повышение достоверности информации о дефектах рельс и, как следствие, повышение безопасности движения за счет автоматизированного распознавания объектов магнитной дефектоскопии, таких как дефектов в поверхностном слое головки рельса.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройство для идентификации дефектов поверхностного слоя головки рельса, содержащее индукционный датчик магнитного поля, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, дополнительно введены: блок выделения участков с дефекто-подобными сигналами, n блоков вычисления коэффициентов корреляции, n блоков эталонных сигналов, и электронно-вычислительную машину (ЭВМ).
При этом выход индукционного датчика магнитного поля соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход АЦП соединен с входом блока выделения дефекто-подобных сигналов, выход которого соединен с каждым первым входом каждого i-го блока вычисления коэффициента корреляции, а второй i-ый вход последнего соединен соответственно с каждым i-ым выходом i-го блока эталонного сигнала, выход каждого i-го блока вычисления коэффициента корреляции соединен с соответствующим i-ым входом электронной вычислительной машины (ЭВМ).
На фиг.1 представлена структурная схема устройства для идентификации дефектов поверхностного слоя головки рельса.
1
n
1
n
Устройство для идентификации дефектов поверхностного слоя головки рельса (фиг.1) содержит: индукционный датчик магнитного поля 1, усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, блок выделения дефекто-подобных сигналов 4, блоки эталонных сигналов 5÷5, блок вычисления коэффициента корреляции 6÷6, и ЭВМ 7.
1
n
1
n
1
n
При этом выход индукционного датчика магнитного поля 1 соединен с входом усилителя 2. Выход усилителя 2 соединен с входом АЦП 3, выход последнего соединен с входом блока выделения дефекто-подобных сигналов 4, выход которого соединен с каждым первым входом i-го блока вычисления коэффициента корреляции 6÷6, вторые входы которых соединены соответственно с каждым i-м выходом, каждого i-го блока эталонного сигнала 5÷5. Выход каждого i-го блока вычисления коэффициентов корреляции 6÷6 соединен с соответствующим i-м входом ЭВМ 7.
Устройство работает следующим образом.
i
i
i
i
Магнитное поле создаваемое намагничивающей катушкой компьютеризированного вагона лаборатории, проходящее через рельс в местах дефектов, создает зоны возмущения, которые посредством индукционного датчика 1 преобразуются в напряжение, которое усиливается усилителем 2 и подается на вход АЦП 3. Затем сигнал Хс с выхода АЦП 3 подается на вход блока выделения дефекто-подобных сигналов 4, где осуществляется выбор участков с дефекто-подобными сигналами Xd (участки выбираются по превышению входного сигнала Хс, заданного значения порогового уровня К) и определяют по формуле:
.
i
1
n
i
i
i
n
1
n
С блока выделения дефекто-подобных сигналов 4 сигнал Xd одновременно поступает на первые входы каждого i-го блока вычисления коэффициента корреляции 6÷6, на второй вход которых поступают сигналы Ks1÷Ksn соответственно с каждого i-го блока эталонного сигнала 5÷5. Сигналы с блоков эталонных сигналов 5÷5 представляют собой нормированные табулированные данные, которые выбираются из исходного сигнала, а затем нормируются.
1
n
В соответствующих блоках вычисления коэффициента корреляции 6÷6 производится расчет нормированных коэффициентов корреляции например:
i
для дефекта №1 коэффициент корреляции S1
i
, где Ks1 - эталонный сигнал дефекта №1,
для дефекта №2 коэффициент корреляции S2
i
, где Ks2 - эталонный сигнал дефекта №2,
i
для дефекта №3 коэффициент корреляции S3
i
, где Ks3 - эталонный сигнал дефекта №3,
i
для дефекта №n коэффициент корреляции Sn,
i
, где Ksn - эталонный сигнал дефекта №n,
i
здесь под "n" - понимается индекс дефекта, а  - средняя мощность сигнала Xd.
1
n
i
i
i-
i
i-
i
С выходов блоков вычисления коэффициентов корреляции 6÷6, сигналы S1-Sn поступают на соответствующие входы ЭВМ 7. Где сравниваются значения входных сигналов S1Sn с некоторой заданной величиной С:C≥SlSn, и тот сигнал, который будет больше или равен С, будет соответствовать эталонному сигналу, т.е. одному из n дефектов на поверхности головки рельса.
Предлагаемое устройство может быть эффективно использовано в передвижных контрольно-измерительных лабораториях, в компьютеризированных вагонах-лабораториях КВЛ-П для автоматизированной идентификации дефектов поверхностного слоя головки железнодорожного рельса.