SperryRail公司的手杖式軌道裂紋掃描儀采用Renishaw關(guān)聯(lián)公司RLSd.o.o開發(fā)的非接觸磁編碼器，幫助確定軌道裂隙的位置—這是旨在防止軌道缺陷造成撞車事故的長(zhǎng)期預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃的一部分。采用編碼器，因其具有優(yōu)異的總體性能特征，包括分辨率、功耗、重量、尺寸和輸入/輸出配置，而且可以幫助記錄可追蹤數(shù)據(jù)。

操作員手推此檢測(cè)工具檢測(cè)鐵路軌道裂紋

NetworkRail公司負(fù)責(zé)管理英國(guó)數(shù)千英里的鐵路，隨著鐵路乘客的不斷增長(zhǎng)，該公司已開始實(shí)施一項(xiàng)長(zhǎng)期預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃。

協(xié)助NetworkRail公司探查并監(jiān)測(cè)軌道裂隙的是總部設(shè)在英國(guó)的SperryRailInternational公司。該公司在其新型手杖式軌道裂紋掃描儀中安裝了RE22磁旋轉(zhuǎn)編碼器，用來幫助在軌道出現(xiàn)故障之前就確定缺陷的準(zhǔn)確位置，做到防患于未然。

軌道裂紋的源頭

Sperry公司現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)經(jīng)理GeorgeDodd說：“軌道裂紋通常由兩個(gè)原因造成，一是生產(chǎn)過程中軌道存在的固有缺陷，二是過往鐵路機(jī)車車輛對(duì)鐵軌造成的損壞。”

Dodd說，螺栓孔和其它配件也可能成為應(yīng)力性裂紋的關(guān)鍵原因，但裂紋是如何擴(kuò)散的，并沒有明顯的模式。它們?nèi)Q于諸多因素，包括交通流量、車輛載重以及極端天氣。他還說：“裂紋通常與車輛的正常運(yùn)行方向形成20度角，但雙向線路在兩個(gè)方向都會(huì)出現(xiàn)裂紋。”

Sperry-SperryInternational公司現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)經(jīng)理GeorgeDodd手持該公司的手仗式軌道裂紋掃描儀

測(cè)試裝置

測(cè)試軌道的最常用裝置是一種超聲工具，它可以探測(cè)軌頭、軌腰、軌底存在的缺陷。步行式操作裝置的標(biāo)準(zhǔn)裂紋檢測(cè)方法稱為A型掃描，超聲反射顯示在屏幕上。

使用B型掃描裂紋探測(cè)器(BSFD)時(shí)，接收的信號(hào)以另外一種形式顯示在屏幕上，但也可以被采集并存儲(chǔ)在一個(gè)文件中，用于日后分析和檢驗(yàn)。BSFD可以存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)集。

Sperry裝置的優(yōu)勢(shì)

Sperry手杖式軌道裂紋掃描儀是一種步行式檢測(cè)工具，操作員推著該裝置沿鐵路線行進(jìn)，可以A型掃描或B型掃描模式作業(yè)。Dodd說：“我們的手杖式軌道裂紋掃描儀有一個(gè)輥?zhàn)铀阉餮b置，還有9個(gè)傳感器可從預(yù)定角度將聲波投射到軌道中，繼而從裂紋缺陷上產(chǎn)生反射。”

用于軌道檢測(cè)的“手杖”有各種形式，問世已經(jīng)25年有余。Sperry裝置與眾不同，它采用含有液體的聚亞安酯輪胎,與固定的非接觸式探頭集成一體。Dodd說：“有一個(gè)‘零度’探頭與軌底垂直，還有幾個(gè)探頭與路軌呈37度折射角，這些探頭可以探測(cè)軌腰和軌底中的缺陷。”

RSU輪胎沿著路軌在薄薄的一層水和防凍劑上滾動(dòng)，排出所有空氣，并將聲波清晰地傳遞到軌道中，然后再傳出聲波。

集團(tuán)系統(tǒng)總監(jiān)GrahamDale說：“Sperry的手杖式軌道裂紋掃描儀可對(duì)軌頭、軌頭、軌腰和軌腳進(jìn)行檢測(cè)。它利用RenishawRE22磁旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)量行程。我們以前開發(fā)的手杖式軌道裂紋掃描儀采用的是其它廠商的編碼器，這是我們首次采用Renishaw的編碼器。

Sperry—手杖式軌道裂紋掃描儀采用RenishawRE22磁旋轉(zhuǎn)編碼器

引入Renishaw編碼器

他說：“我們知道我們不能使用那種安裝在軌行式檢測(cè)裝置上的編碼器，因?yàn)樗鼈冇执笥种?，而且耗電驚人。我們?cè)谂c其它客戶的合作中對(duì)Renishaw的編碼器有所了解。我們知道RenishawRE22磁編碼器的重量、尺寸、分辨率、能耗以及輸入/輸出配置都符合我們的要求。當(dāng)然，成本也是一個(gè)考慮因素，但編碼器的總體性能對(duì)我們的應(yīng)用更為關(guān)鍵，這是我們選擇RE22的主要原因。”

記錄數(shù)據(jù)

Sperry手杖式軌道裂紋掃描儀使用多種系統(tǒng)記錄可疑信號(hào)的位置。磁編碼器在一個(gè)固定點(diǎn)，即零點(diǎn)啟動(dòng)，這樣當(dāng)分析人員對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)，就可以看到詳盡的編碼器計(jì)數(shù)，然后這些計(jì)數(shù)可以轉(zhuǎn)換為鐵路里程，也就是到檢測(cè)起點(diǎn)的距離。Dale說：“該機(jī)型的顯著優(yōu)點(diǎn)在于它可以記錄可追蹤數(shù)據(jù)。”“利用標(biāo)準(zhǔn)手杖式軌道裂紋掃描儀，操作員通過缺陷形式記錄裂紋位置，但這種形式可能丟失或被破壞。這種特型BSFD用于采集數(shù)據(jù)，留作日后分析使用。”

GPS(全球定位系統(tǒng))和距離記錄

檢測(cè)過程的每一秒都下載GPS信號(hào)，并記錄到數(shù)據(jù)文件上。當(dāng)測(cè)試結(jié)束時(shí)，可疑數(shù)據(jù)被發(fā)送回門戶系統(tǒng)，由Sperry為客戶建立并保留這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后，可疑讀數(shù)被重新加載到門戶系統(tǒng)。客戶可以參考門戶系統(tǒng)，利用合并的GPS數(shù)據(jù)和Renishaw旋轉(zhuǎn)磁編碼器提供的線性位置數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地看到缺陷的位置。

預(yù)期軌道缺陷

鐵路軌道的維護(hù)非常昂貴，尤其是英國(guó)鐵路網(wǎng)的線路總長(zhǎng)達(dá)到22000多英里。Sperry手杖式軌道裂紋掃描儀與其它機(jī)械化方法相比，成本較低，但每天檢測(cè)的軌道仍可達(dá)到8公里長(zhǎng)，非常適合對(duì)極易受損或使用強(qiáng)度大的路段進(jìn)行日常檢查。采用此裝置，可在缺陷變成嚴(yán)重威脅之前預(yù)先對(duì)缺陷進(jìn)行標(biāo)記、監(jiān)測(cè)和處理。

Dodd說：“去年全英鐵路軌道破損的發(fā)生率已降為零，當(dāng)人們想到這個(gè)國(guó)家的一些線路已有60年歷史時(shí)，這無疑表明軌道檢測(cè)技術(shù)卓有成效，而這要?dú)w功于NetworkRail公司。”對(duì)于每天乘坐英國(guó)鐵路系統(tǒng)出行的數(shù)百萬乘客來說，零破損率是個(gè)很有說服力的數(shù)字。

Renishaw磁編碼器

RE22是Renishaw與其總部設(shè)在斯洛文尼亞的關(guān)聯(lián)公司RLSd.o.o.密切合作共同開發(fā)的眾多磁編碼器系列產(chǎn)品中的一個(gè)。RE22是一款結(jié)構(gòu)輕巧的高速磁旋轉(zhuǎn)編碼器，安裝方便，適合用于惡劣的環(huán)境。磁鐵安裝在設(shè)計(jì)緊湊的22mm直徑編碼器本體內(nèi)的軸上。磁鐵的旋轉(zhuǎn)由編碼器本體內(nèi)的一個(gè)用戶定制的編碼器芯片感應(yīng)。編碼器芯片處理接收的信號(hào)，提供13位的分辨率(每轉(zhuǎn)8192個(gè)脈沖數(shù))，工作速度達(dá)30000rpm，以工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)式、增量式或模擬格式提供輸出信號(hào)。

RE22抗污染能力強(qiáng)，防護(hù)等級(jí)達(dá)IP68，可應(yīng)用于船舶、醫(yī)學(xué)、印刷、吹煉、工業(yè)自動(dòng)化、金屬加工及儀表制造等廣泛領(lǐng)域。