钢轨探伤车检测作业电气系统

摘要

本发明公开了一种钢轨探伤车检测作业电气系统，包括：信号分析处理模块、电子柜、电气控制器、人机交互触摸屏、执行器和传感器。来自于电子柜的超声信号和里程信号，以及来自于传感器的温度信号经过信号分析处理模块进行分析处理后生成处理结果信号。电气控制器接收来自于人机交互触摸屏的操作命令，同时将信号分析处理模块输出的处理结果信号发送至人机交互触摸屏显示。信号分析处理模块将处理结果信号输出至电气控制器对处理结果信号进行分析处理后控制执行器动作。电气控制器获取执行器的状态信息，人机交互触摸屏显示执行器的状态信息。本发明系统能够解决现有系统存在的操作繁琐、抗干扰能力较弱和自动化程度较低的技术问题。

权利要求

1.一种钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于，所述系统包括：信号分析处理模块(1)、电子柜(2)、电气控制器(3)、人机交互触摸屏(4)、执行器(5)和传感器(6)；来自于所述电子柜(2)的超声信号和里程信号，以及来自于所述传感器(6)的温度信号经过所述信号分析处理模块(1)进行分析处理后生成处理结果信号；所述电气控制器(3)接收来自于所述人机交互触摸屏(4)的操作命令，同时将所述信号分析处理模块(1)输出的处理结果信号发送至所述人机交互触摸屏(4)进行显示；所述信号分析处理模块(1)将处理结果信号输出至所述电气控制器(3)，所述电气控制器(3)对处理结果信号进行分析处理后控制所述执行器(5)动作；所述电气控制器(3)获取所述执行器(5)的状态信息，所述人机交互触摸屏(4)显示所述执行器(5)的状态信息；所述信号分析处理模块(1)包括探轮下压量分析处理单元(12)，所述探轮下压量分析处理单元(12)从超声波检测系统的电子柜(2)中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器(3)输出探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号，以及下压量偏差数值；当在所述人机交互触摸屏(4)的人机交互主界面的自动作业参数配置界面中设置探轮下压量调节项，则在所述钢轨探伤车自动作业使能状态下，所述电气控制器(3)根据所述探轮下压量分析处理单元(12)输出的探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号自动调节探轮下压量，实现所述钢轨探伤车探轮内超声晶片与钢轨表面高度始终保持在设定范围内；同时，通过所述自动作业参数配置界面中对所述探轮的下压力调节范围进行设定，保证所述钢轨探伤车在探伤检测过程中探轮的下压量在设定范围内，当需要的探轮下压力超过设定的范围时，则通过所述人机交互主界面提示探轮缺液或探轮充液过多。

2.根据权利要求1所述的钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于：所述信号分析处理模块(1)包括噪声分析处理单元(11)，所述噪声分析处理单元(11)从超声波检测系统的电子柜(2)中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器(3)输出噪声偏大标志信号和噪声大小量化数值。

3.根据权利要求1或2所述的钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于：所述信号分析处理模块(1)包括里程编码器处理单元(13)，所述里程编码器处理单元(13)从所述超声波检测系统的电子柜(2)中获取里程编码器信号，分别经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器(3)输出钢轨探伤车动车检测信号或停止状态标志信号，所述钢轨探伤车动车检测信号包括前向运动信号和后向运动信号。

4.根据权利要求3所述的钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于：通过按钮手动输入方式在所述人机交互触摸屏(4)的人机交互主界面中设置钢轨探伤车自动作业使能模式；当所述电气控制器(3)接收到所述里程编码器处理单元(13)输出钢轨探伤车动车检测信号，则水路防冻液填充标志被设置为零，所述水路防冻液填充标志用于保证所述钢轨探伤车停车后只对水路的管道进行一次防冻液填充，所述防冻液填充时间到条件根据经验值在所述电气控制器(3)中设定，以保证所述水路的管道中都被填充满防冻液。

5.根据权利要求4所述的钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于：所述信号分析处理模块(1)包括环境温度处理单元(14)，所述环境温度处理单元(14)从安装在所述钢轨探伤车车体外部的传感器(6)获取温度信号，依次经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器(3)输出温度过低标志信号。

6.根据权利要求5所述的钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于：所述执行器(5)包括耦合水泵、车下风机、风箱加热器和轮缘水泵，所述车下风机进一步包括前向检测风机和后向检测风机，所述风箱加热器进一步包括前向检测风箱加热器和后向检测风箱加热器；当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果所述电气控制器(3)检测到所述里程编码器处理单元(13)输出动车检测信号，则切换水路的水源为耦合水，所述水路进一步包括前向检测水路和后向检测水路；此时如果所述电气控制器(3)检测到所述里程编码器处理单元(13)输出前向运动信号，则打开前向检测风机，并检测环境温度处理单元(14)是否输出温度过低标志信号；如果所述电气控制器(3)检测到温度过低标志信号，则打开前向检测风箱加热器，并打开前向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开前向检测水路。

7.根据权利要求6所述的钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于：当所述电气控制器(3)检测到所述里程编码器处理单元(13)输出后向运动信号，则打开后向检测风机，并检测所述环境温度处理单元(14)是否输出温度过低标志信号；如果所述电气控制器(3)检测到温度过低标志信号，则打开后向检测风箱加热器，并打开后向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开后向检测水路。

8.根据权利要求6或7所述的钢轨探伤车检测作业电气系统，其特征在于：当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果所述电气控制器(3)检测到所述里程编码器处理单元(13)输出停止状态标志信号，则所述电气控制器(3)检测所述环境温度处理单元(14)是否输出温度过低标志信号；如果所述电气控制器(3)未检测到温度过低标志信号，则关闭水路和车下风机，如果所述电气控制器(3)检测到温度过低标志信号，同时所述电气控制器(3)进一步检测到所述水路防冻液填充标志为零，则切换水路的水源为防冻液，并对水路的管道进行一次防冻液填充，当防冻液填充完毕，则关闭风箱加热器，并关闭水路和车下风机；如果所述电气控制器(3)未检测到所述水路防冻液填充标志为零，则直接关闭水路和车下风机。

说明书

钢轨探伤车检测作业电气系统

技术领域

[0001] 本发明涉及铁路工程和维护领域，尤其是涉及一种应用于铁路工程和维护领域钢轨探伤车的检测作业电气系统。

背景技术

[0002] 现有的钢轨探伤车通常是由两节车厢组成，一节为动力车，为整个探伤车提供动力，另一节为检测车，钢轨探伤检测系统装配在检测车上。钢轨探伤检测系统主要由超声波检测系统、电气控制系统和探伤装置机械系统三大部分组成，它们的内部结构和组成连接关系示意图如附图1所示。在现有的钢轨探伤车上，探伤检测作业电气控制系统包含多个功能的子系统，它们之间是相对独立的，各个子功能系统相互协同，为钢轨超声波探伤检测提供检测条件和环境，以实现钢轨探伤作业。

[0003] 如附图1中所示，超声波检测系统为核心系统，它主要包含超声探轮、超声波激励接收，以及回波信号分析处理嵌入式系统、上层数据分析处理和图形显示检测软件三个主要单元。其中，嵌入式系统对应于电子柜，而检测软件则运行于工业计算机中。电气控制系统为辅助系统，为超声波检测系统提供最佳检测条件和用户作业控制，它包含很多相对独立的子系统，各自完成相应的子功能。探伤装置机械系统为超声波检测系统和电气控制系统提供承载平台，安装超声波探轮、水路管道、风路管道和气缸等传感机构和执行机构。超声波探轮是一种轮式结构体，轴中心架装有几种不同检测角度的超声波晶片，轮胎外膜内充满耦合液，当机车运行时，探轮沿钢轨滚动，检测晶片移动方向与钢轨平行。

[0004] 然而，目前钢轨探伤车检测作业时多个辅助电气子系统需要操作员根据实际作业情况来进行实时控制和调节，整个电气系统是一个开环系统，缺少自动化分析和处理过程，不具备智能化特点，具体存在如下技术缺陷：

[0005] (1)现有系统在开始作业时，操作员需要选择行车作业方向，打开水泵进行喷水，打开风机，天气寒冷时还需要开启加热器对风机吹出来的风进行加热。停止作业或者临时停车时，操作员需要关闭水泵，关闭风机及加热器，以节约用水和用电。如果外界环境温度很低(低于-5℃)，那么临时停车也需要将整个水路管道中充满防冻液，即切换水源为防冻液，然后人工下车确认防冻液已喷出并充满整个水路管道，再关闭水泵。这些操作都由人工进行，容易出现遗忘和出错，造成防冻液的浪费，同时也给操作员带来较大工作量。现有技术钢轨探伤车检测作业电气系统在开始作业和停止作业时，需要人工进行较繁琐的设置，给操作员带来不少工作量。当临时停车，等待信号放行时，容易忘记关闭水泵和风机，造成用水和用电的浪费。当外界环境温度很低时，临时停车或者停止作业时如果没有及时对水路管道充满防冻液，那么管道接头处就会出现因管内耦合水结冰膨胀而破裂，造成设备的损害，不能继续进行探伤作业。

[0006] (2)现有系统在实时作业过程中，超声波探轮由于轮内液体受热膨胀，同时探轮长时间受到挤压，探轮轮膜出现变形，为了保持轮内超声晶片与钢轨表面的相对高度不变，因此探轮的下压力需要随之变化。而目前探轮的下压力调节是由操作员通过目测进行的，这样会造成调整不及时和调整不到位等技术问题。而在作业过程中，如果探轮在使用较长时间后未进行轮膜的更换，则轮膜会因膨胀而发生变形。为了保持轮内超声晶片与钢轨表面的距离不变，则需要操作员进行调整。而探轮下压量需要进行调整的时刻不容易被操作员及时发觉，而且人工调整也不准确。

[0007] (3)现有系统在实时作业过程中，探伤车在经过弯道(特别是弯道半径小于800m)时，机车轮对与钢轨发生摩擦，产生大量噪声，这些噪声被超声晶片接收后对检测系统造成大量噪声干扰信号，从而影响钢轨探伤的精度。因此，在这段线路检测的过程中需要对机车轮对进行喷水以降低或消除噪声。而目前在作业过程中经过弯道时，操作员首先需要根据超声波检测系统中的显示图像来判断机车轮对与钢轨之间的摩擦噪声过大，然后再进行降噪处理。这些操作完全需要由操作员进行人工判断，然后再开启水泵对机车轮对进行喷水。由于机车作业速度最高为80km/h，人工操作没有实时性，操作员分析判断后再进行操作，此时探伤车已行走很长一段距离或者已驶出弯道，容易造成较长线路检测无效。

发明内容

[0008] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钢轨探伤车检测作业电气系统，能够解决现有系统存在的操作繁琐、抗干扰能力较弱和自动化程度较低的技术问题。

[0009] 为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种钢轨探伤车检测作业电气系统的技术实现方案，钢轨探伤车检测作业电气系统，包括：信号分析处理模块、电子柜、电气控制器、人机交互触摸屏、执行器和传感器。来自于所述电子柜的超声信号和里程信号，以及来自于所述传感器的温度信号经过所述信号分析处理模块进行分析处理后生成处理结果信号。所述电气控制器接收来自于所述人机交互触摸屏的操作命令，同时将所述信号分析处理模块输出的处理结果信号发送至所述人机交互触摸屏进行显示。所述信号分析处理模块将处理结果信号输出至所述电气控制器，所述电气控制器对处理结果信号进行分析处理后控制所述执行器动作。所述电气控制器获取所述执行器的状态信息，所述人机交互触摸屏显示所述执行器的状态信息。

[0010] 优选的，所述信号分析处理模块包括噪声分析处理单元，所述噪声分析处理单元从超声波检测系统的电子柜中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器输出噪声偏大标志信号和噪声大小量化数值。

[0011] 优选的，所述信号分析处理模块包括探轮下压量分析处理单元，所述探轮下压量分析处理单元从所述超声波检测系统的电子柜中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器输出探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号，以及下压量偏差数值。

[0012] 优选的，当在所述人机交互触摸屏的人机交互主界面的自动作业参数配置界面中设置探轮下压量调节项，则在所述钢轨探伤车自动作业使能状态下，所述电气控制器根据所述探轮下压量分析处理单元输出的探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号自动调节探轮下压量，实现所述钢轨探伤车探轮内超声晶片与钢轨表面高度始终保持在设定范围内。同时，通过所述自动作业参数配置界面中对所述探轮的下压力调节范围进行设定，保证所述钢轨探伤车在探伤检测过程中探轮的下压量在设定范围内，当需要的探轮下压力超过设定的范围时，则通过所述人机交互主界面提示探轮缺液或探轮充液过多。

[0013] 优选的，所述信号分析处理模块包括里程编码器处理单元，所述里程编码器处理单元从所述超声波检测系统的电子柜中获取里程编码器信号，分别经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器输出钢轨探伤车动车检测信号或停止状态标志信号，所述钢轨探伤车动车检测信号包括前向运动信号和后向运动信号。

[0014] 优选的，通过按钮手动输入方式在所述人机交互触摸屏的人机交互主界面中设置钢轨探伤车自动作业使能模式。当所述电气控制器接收到所述里程编码器处理单元输出钢轨探伤车动车检测信号，则水路防冻液填充标志被设置为零，所述水路防冻液填充标志用于保证所述钢轨探伤车停车后只对水路的管道进行一次防冻液填充，所述防冻液填充时间到条件根据经验值在所述电气控制器中设定，以保证所述水路的管道中都被填充满防冻液。

[0015] 优选的，所述信号分析处理模块包括环境温度处理单元，所述环境温度处理单元从安装在所述钢轨探伤车车体外部的传感器获取温度信号，依次经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向所述电气控制器输出温度过低标志信号。

[0016] 优选的，所述执行器包括耦合水泵、车下风机、风箱加热器和轮缘水泵，所述车下风机进一步包括前向检测风机和后向检测风机，所述风箱加热器进一步包括前向检测风箱加热器和后向检测风箱加热器。当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果所述电气控制器检测到所述里程编码器处理单元输出动车检测信号，则切换水路的水源为耦合水，所述水路进一步包括前向检测水路和后向检测水路。此时如果所述电气控制器检测到所述里程编码器处理单元输出前向运动信号，则打开前向检测风机，并检测环境温度处理单元是否输出温度过低标志信号。如果所述电气控制器检测到温度过低标志信号，则打开前向检测风箱加热器，并打开前向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开前向检测水路。

[0017] 优选的，当所述电气控制器检测到所述里程编码器处理单元输出后向运动信号，则打开后向检测风机，并检测所述环境温度处理单元是否输出温度过低标志信号。如果所述电气控制器检测到温度过低标志信号，则打开后向检测风箱加热器，并打开后向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开后向检测水路。

[0018] 优选的，当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果所述电气控制器检测到所述里程编码器处理单元输出停止状态标志信号，则所述电气控制器检测所述环境温度处理单元是否输出温度过低标志信号。如果所述电气控制器未检测到温度过低标志信号，则关闭水路和车下风机，如果所述电气控制器检测到温度过低标志信号，同时所述电气控制器进一步检测到所述水路防冻液填充标志为零，则切换水路的水源为防冻液，并对水路的管道进行一次防冻液填充，当防冻液填充完毕，则关闭风箱加热器，并关闭水路和车下风机。如果所述电气控制器未检测到所述水路防冻液填充标志为零，则直接关闭水路和车下风机。

[0019] 通过实施上述本发明提供的钢轨探伤车检测作业电气系统的技术方案，具有如下有益效果：

[0020] (1)本发明系统实现了钢轨探伤车检测作业时基本操作的智能自动控制，无需人工干涉、使操作规范化、不容易出错，可以节约耦合水用量、防冻液用量和用电量，避免了设备损害、降低了操作员的工作量、降低了作业经济开支；

[0021] (2)本发明系统可以精确计算出调整时刻和调整量，使得轮内超声晶片距离钢轨表面的高度时刻保持一致，实现了钢轨探伤车探轮下压量自动调节和探轮内部液体状态信息提示，为超声波传播至钢轨内部提供了更好的条件，提高了检测质量；

[0022] (3)本发明系统实现了钢轨探伤车过弯道时噪声自动抑制，提高检测效果和效率，能够智能地判断噪声过大时刻，立即进行降噪处理，能够及时有效地抑制机车轮对与钢轨摩擦噪声对检测系统的影响。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

[0024] 图1是现有技术钢轨探伤检测系统的结构功能框图；

[0025] 图2是本发明钢轨探伤车检测作业电气系统一种具体实施方式的系统结构框图；

[0026] 图3是本发明钢轨探伤车检测作业电气系统的检测作业自动控制工作程序流程图；

[0027] 图4是本发明钢轨探伤车检测作业电气系统的探轮下压量自动控制工作程序流程图；

[0028] 图5是本发明钢轨探伤车检测作业电气系统的轮缘噪声自动抑制控制工作程序流程图；

[0029] 图6是本发明钢轨探伤车检测作业电气系统的人机交互主界面示意图；

[0030] 图中：1-信号分析处理模块，2-电子柜，3-电气控制器，4-人机交互触摸屏，5-执行器，6-传感器，11-噪声分析处理单元，12-探轮下压量分析处理单元，13-里程编码器处理单元，14-环境温度处理单元。

具体实施方式

[0031] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0032] 如附图2至附图6所示，给出了本发明钢轨探伤车检测作业电气系统的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

[0033] 如附图2所示，一种钢轨探伤车检测作业电气系统的具体实施例，系统包括：信号分析处理模块1、电子柜2、电气控制器3、人机交互触摸屏4、执行器5和传感器6。来自于电子柜2的超声信号和里程信号，以及来自于传感器6的温度信号经过信号分析处理模块1进行分析处理后生成处理结果信号。电气控制器3接收来自于人机交互触摸屏4的操作命令，同时将信号分析处理模块1输出的处理结果信号发送至人机交互触摸屏4进行显示。信号分析处理模块1将处理结果信号输出至电气控制器3，电气控制器3对处理结果信号进行分析处理后控制执行器5动作。电气控制器3获取执行器5的状态信息，人机交互触摸屏4显示执行器5的状态信息。本发明具体实施例描述的钢轨探伤车检测作业电气系统在原有系统的基础上增加信号分析处理模块1，既满足了人工处理，应对紧急情况和满足单元功能调试需求，又能够实现探伤作业的智能化电气控制。

[0034] 电气控制器3是整个钢轨探伤车检测作业电气系统的控制中心，它接收来自于人机交互触摸屏4的命令，同时将状态量和处理结果发送至人机交互触摸屏4进行显示。同时，电气控制器3还获取电气系统中各个子功能单元的执行器5的状态信息和控制执行器5动作。人机交互触摸屏4是电气系统与操作人员之间的人机交互部件，它显示电气系统中各个子功能单元的状态信息和接收操作员的输入信息并发送给电气控制器3。信号分析处理模块1由噪声分析处理单元11、探轮下压量分析处理单元12、里程编码器处理单元13和环境温度处理单元14四部分组成。这些子单元的处理结果相当于反馈量，输送至电气控制器3，电气控制器3经过分析和处理后，再控制执行器5动作，从而形成一个闭环系统。

[0035] 信号分析处理模块1进一步包括噪声分析处理单元11，噪声分析处理单元11从超声波检测系统的电子柜2中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向电气控制器3输出噪声偏大标志信号和噪声大小量化数值。

[0036] 信号分析处理模块1还进一步包括探轮下压量分析处理单元12，探轮下压量分析处理单元12从超声波检测系统的电子柜2中获取多路超声波模拟信号，依次经过模拟信号调理电路和模数转换电路，再经过数字信号分析和处理后，最终向电气控制器3输出探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号，以及下压量偏差数值。

[0037] 信号分析处理模块1还进一步包括里程编码器处理单元13，里程编码器处理单元13从超声波检测系统的电子柜2中获取里程编码器信号，分别经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向电气控制器3输出钢轨探伤车动车检测信号或停止状态标志信号，钢轨探伤车动车检测信号包括前向运动信号和后向运动信号。

[0038] 信号分析处理模块1还进一步包括环境温度处理单元14，环境温度处理单元14从安装在钢轨探伤车车体外部的传感器6获取温度信号，依次经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向电气控制器3输出温度过低标志信号。

[0039] 如附图6所示，钢轨探伤车检测作业电气系统的人机交互界面为人机交互触摸屏4，主界面上不但包括人工操作界面，还包括自动作业栏和参数配置界面。自动作业是否使能条件是由操作人员在人机交互主界面中通过按钮手动输入，探轮下压量是否偏大和偏小的条件是信号分析处理模块1中的探轮下压量分析处理单元12给出的，下压力是否超出设定范围条件是根据经验值在电气控制器3中设定。是否动车检测和是否为前向检测条件是由信号分析处理模块1中的里程编码器处理单元13给出的，外界环境是否寒冷条件是由环境温度处理单元14给出，轮缘噪声是否超出范围是由噪声分析处理单元11给出。防冻液填充标志是水路防冻液填充的标志信号，只要有动车检测信号，此标志就被设置为0。此标志信号的作用是保证停车后只对水路管道进行一次防冻液填充，时间到条件是根据经验值来设定，以保证水路管道中都被填充满防冻液。

[0040] 在第一次作业前，打开自动作业参数配置界面，根据需要对各个子项进行自动控制开关选择，然后在人机交互主界面下，按下自动作业栏中的作业使能按钮，则自动作业参数配置界面中状态为开的子项就会进行自动控制，无需操作人员干涉。如果遇到紧急特殊情况或者需要单项功能调试，则关闭自动作业功能，即再次按下自动作业栏中的作业使能按钮，使得此按钮颜色暗淡(高亮状态为开启)，这时就所有功能就可以进行手动单独控制。此外，在人机交互主界面增加一个探轮内部液体状态提示，绿色表示探轮内部液体饱满度合适，红色则表示液体过少，提示操作人员此探轮需要进行补液操作。黄色则表示液体过多，提示操作人员需要适当排除一些液体。在作业过程中，如果使能自动作业功能，则钢轨探伤车检测作业电气系统根据自动作业配置参数对耦合水水泵开关、风机开关、风箱加热开关和防冻液填充进行自动控制，无需操作人员的介入，从而实现智能化作业、提高作业质量、减少操作员工作量。

[0041] 当在人机交互触摸屏4的人机交互主界面的自动作业参数配置界面中设置探轮下压量调节项，将“探轮下压量调节”项打开，然后在自动作业使能状态下的探轮下压量就可以自动进行调节。钢轨探伤车在自动作业使能状态下，电气控制器3根据探轮下压量分析处理单元12输出的探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号自动调节探轮下压量，实现钢轨探伤车探轮内超声晶片与钢轨表面高度始终保持在设定范围内。同时，通过自动作业参数配置界面中对探轮的下压力调节范围进行设定，保证钢轨探伤车在探伤检测过程中探轮的下压量为设定范围内。如果探伤检测过程中为了保持探轮下压量在设定范围内，而需要的探轮下压力超过设定的范围时，则通过人机交互主界面提示探轮缺液或探轮充液过多，从而告知操作人员需要对此探轮进行补液或排液操作。

[0042] 通过按钮手动输入方式在人机交互触摸屏4的人机交互主界面中设置钢轨探伤车自动作业使能模式。当电气控制器3接收到里程编码器处理单元13输出钢轨探伤车动车检测信号，则水路防冻液填充标志被设置为零，水路防冻液填充标志用于保证钢轨探伤车停车后只对水路的管道进行一次防冻液填充。防冻液填充时间到条件根据经验值在电气控制器3中设定，以保证水路的管道中都被填充满防冻液。

[0043] 执行器5包括耦合水泵、车下风机、风箱加热器和轮缘水泵，车下风机进一步包括前向检测风机和后向检测风机，风箱加热器进一步包括前向检测风箱加热器和后向检测风箱加热器。当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出动车检测信号，则切换水路的水源为耦合水，水路进一步包括前向检测水路和后向检测水路。此时如果电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出前向运动信号，则打开前向检测风机，并检测环境温度处理单元14是否输出温度过低标志信号。如果电气控制器3检测到温度过低标志信号，则打开前向检测风箱加热器，并打开前向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开前向检测水路。

[0044] 当电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出后向运动信号，则打开后向检测风机，并检测环境温度处理单元14是否输出温度过低标志信号。如果电气控制器3检测到温度过低标志信号，则打开后向检测风箱加热器，并打开后向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开后向检测水路。

[0045] 当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出停止状态标志信号，则电气控制器3检测环境温度处理单元14是否输出温度过低标志信号。如果电气控制器3未检测到温度过低标志信号，则关闭水路和车下风机，如果电气控制器3检测到温度过低标志信号，同时电气控制器3进一步检测到水路防冻液填充标志为零，则切换水路的水源为防冻液，并对水路的管道进行一次防冻液填充。当防冻液填充完毕，则关闭风箱加热器，并关闭水路和车下风机。如果电气控制器3未检测到水路防冻液填充标志为零，则直接关闭风箱加热器，并关闭水路和车下风机。

[0046] 一种基于上述系统的钢轨探伤车检测作业电气系统控制方法的具体实施例，该方法包括以下步骤：

[0047] S100：来自于电子柜2的超声信号和里程信号，以及来自于传感器6的温度信号经过信号分析处理模块1进行分析处理后生成处理结果信号；

[0048] S101：电气控制器3接收来自于人机交互触摸屏4的操作命令，同时将信号分析处理模块1输出的处理结果信号发送至人机交互触摸屏4进行显示；

[0049] S102：信号分析处理模块1将处理结果信号输出至电气控制器3，电气控制器3对处理结果信号进行分析处理后控制执行器5动作；

[0050] S103：电气控制器3获取执行器5的状态信息，人机交互触摸屏4显示执行器5的状态信息。

[0051] 如附图5所示，控制方法进一步包括轮缘噪声自动抑制控制过程，该过程包括以下步骤：

[0052] 信号分析处理模块的噪声分析处理单元11从超声波检测系统的电子柜2中获取多路超声波模拟信号，分别经过模拟信号调理和模数转换，再经过数字信号分析和处理后(例如可以通过功率谱密度分析处理)，最终向电气控制器3输出轮缘噪声偏大标志信号和噪声大小量化数值。当钢轨探伤车自动作业状态使能时，检测轮缘噪声是否过大，如果轮缘噪声偏大，则打开轮缘水泵和水路，如果轮缘噪声未超出设定范围，则关闭轮缘水泵和水路。

[0053] 如附图4所示，控制方法还进一步包括探轮下压量自动控制过程，该过程包括以下步骤：

[0054] 信号分析处理模块1的探轮下压量分析处理单元12从超声波检测系统的电子柜2中获取多路超声波模拟信号，分别经过模拟信号调理和模数转换，再经过数字信号分析和处理后，最终向电气控制器3输出探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号，以及下压量偏差数值。当钢轨探伤车自动作业状态使能时，电气控制器3根据探轮下压量分析处理单元12输出的探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号自动调节探轮下压量。如果探轮下压量偏大，则减小探轮下压力，同时检测探轮下压力是否超出设定范围，如果探轮下压力超出设定范围，则通过人机交互主界面提示探轮缺液。如果探轮下压量偏小，则增大探轮下压力，同时检测探轮下压力是否超出设定范围，如果探轮下压力超出设定范围，则通过人机交互主界面提示探轮充液过多。

[0055] 控制方法还进一步包括里程编码器处理过程，该过程包括以下步骤：

[0056] 信号分析处理模块1的里程编码器处理单元13从超声波检测系统的电子柜2中获取里程编码器信号，分别经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向电气控制器3输出钢轨探伤车动车检测信号或停止状态标志信号，包括钢轨探伤车动车检测信号包括前向运动信号和后向运动信号。

[0057] 控制方法还进一步包括环境温度处理过程，该过程包括以下步骤：

[0058] 信号分析处理模块1的环境温度处理单元14从安装在钢轨探伤车车体外部的传感器6获取温度信号，分别经过调理电路处理，以及数字信号分析和处理后，最终向电气控制器3输出温度过低标志信号。

[0059] 钢轨探伤车检测作业电气系统包括水路，水路进一步包括前向检测水路和后向检测水路，执行器5包括耦合水泵、车下风机、风箱加热器和轮缘水泵，车下风机进一步包括前向检测风机和后向检测风机，风箱加热器进一步包括前向检测风箱加热器和后向检测风箱加热器。如附图3所示，当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出动车检测信号，则切换水路的水源为耦合水，水路进一步包括前向检测水路和后向检测水路。此时如果电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出前向运动信号，则打开前向检测风机，并检测环境温度处理单元14是否输出温度过低标志信号。如果电气控制器3检测到温度过低标志信号，则打开前向检测风箱加热器，并打开前向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开前向检测水路。

[0060] 当电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出后向运动信号，则打开后向检测风机，并检测环境温度处理单元14是否输出温度过低标志信号。如果电气控制器3检测到温度过低标志信号，则打开后向检测风箱加热器，并打开后向检测水路，如果未检测到温度过低标志信号，则直接打开后向检测水路。当钢轨探伤车自动作业开始，自动作业使能时，如果电气控制器3检测到里程编码器处理单元13输出停止状态标志信号，则电气控制器3检测环境温度处理单元14是否输出温度过低标志信号。如果电气控制器3未检测到温度过低标志信号，则关闭水路和车下风机，如果电气控制器3检测到温度过低标志信号，同时电气控制器3进一步检测到水路防冻液填充标志为零，则切换水路的水源为防冻液，并对水路的管道进行一次防冻液填充。当防冻液填充完毕，则关闭风箱加热器，并关闭水路和车下风机。如果电气控制器3未检测到水路防冻液填充标志为零，则直接关闭风箱加热器，并关闭水路和车下风机。

[0061] 操作人员通过按钮手动输入方式在人机交互触摸屏4的人机交互主界面中设置钢轨探伤车自动作业使能模式。当电气控制器3接收到里程编码器处理单元13输出钢轨探伤车动车检测信号，则水路防冻液填充标志被设置为零，水路防冻液填充标志用于保证钢轨探伤车停车后只对水路的管道进行一次防冻液填充，防冻液填充时间到条件根据经验值在电气控制器3中设定，以保证水路的管道中都被填充满防冻液。当在人机交互触摸屏4的人机交互主界面的自动作业参数配置界面中设置探轮下压量调节项，则在钢轨探伤车自动作业使能状态下，电气控制器3根据探轮下压量分析处理单元12输出的探轮下压量过大或探轮下压量过小标志信号自动调节探轮下压量，实现钢轨探伤车探轮内超声晶片与钢轨表面高度始终保持在设定范围内。同时，通过自动作业参数配置界面中对探轮的下压力调节范围进行设定，保证钢轨探伤车在探伤检测过程中探轮的下压量在设定范围内。如果探轮下压量偏大，则减小探轮下压力，同时检测探轮下压力是否超出设定范围，如果探轮下压力超出设定范围，则通过人机交互主界面提示探轮缺液。如果探轮下压量偏小，则增大探轮下压力，同时检测探轮下压力是否超出设定范围，如果探轮下压力超出设定范围，则通过人机交互主界面提示探轮充液过多。

[0062] 通过实施本发明具体实施例描述的钢轨探伤车检测作业电气系统的技术方案，能够产生如下技术效果：

[0063] (1)本发明具体实施例描述的钢轨探伤车检测作业电气系统通过增加信号分析处理模块，在电气控制系统中引入里程信息、环境温度信息、轮缘噪声信息和探轮下压力信息等作为反馈量，实现钢轨探伤车探伤作业智能自动控制；

[0064] (2)本发明具体实施例描述的钢轨探伤车检测作业电气系统引入里程编码器信息和外界环境温度信息，分别经过里程编码器分析处理单元和环境温度分析处理单元，将处理结果传输至电气控制器内，实现了作业时耦合水、风机、风箱加热器、防冻液填充的自动控制；

[0065] (3)本发明具体实施例描述的钢轨探伤车检测作业电气系统实现了钢轨探伤车检测作业时基本操作的智能自动控制，无需人工干涉、使操作规范化、不容易出错，可以节约耦合水用量、防冻液用量和用电量，避免了设备损害、降低了操作员的工作量、降低了作业经济开支；

[0066] (4)本发明具体实施例描述的钢轨探伤车检测作业电气系统可以精确计算出调整时刻和调整量，使得轮内超声晶片距离钢轨表面的高度时刻保持一致，实现了钢轨探伤车探轮下压量自动调节和探轮内部液体状态信息提示，为超声波传播至钢轨内部提供了更好的条件，提高了检测质量；

[0067] (5)本发明具体实施例描述的钢轨探伤车检测作业电气系统实现了钢轨探伤车过弯道时噪声自动抑制，提高检测效果和效率，能够智能地判断噪声过大时刻，立即进行降噪处理，能够及时有效地抑制机车轮对与钢轨摩擦噪声对检测系统的影响。

[0068] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0069] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。