JP6506122B2 - レール検査装置、および、レール検査システム - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して、2つの発振コイルと1つの受信コイル(以下、「3つのコイル」と称する場合がある。)を用いて検査対象(例えば鉄道レール)の劣化に関する検査データを生成する原理について説明する。
受信コイルは、発振コイル(1)と発振コイル(2)の中間に位置し、発振コイル(1)および発振コイル(2)から受けた磁場に基づく磁場波形を検査データとして出力する。
また、発振コイル(2)と受信コイルの間の位置では、磁力線B3と磁力線B11が相殺し合うが、磁力線B11のほうが強いので(B3+B11<0)、下向きの磁力線が残る。
図2(a)に示すように、検査対象Mにおいて発振コイル(1)と受信コイルの間の位置に傷があると、発振コイル(1)から発生して検査対象M内を通過している磁力線は傷から多く上向きに出てしまうので、磁束Φ<0となる。
また、図2(c)に示すように、検査対象Mにおいて受信コイルと発振コイル(2)の間の位置に傷があると、磁束Φ>0となる。
したがって、受信コイルから出力される電流(磁場波形)の経時的変化に基づいて、検査対象Mにおける傷等の劣化箇所を特定することができる。つまり、検査対象Mの劣化箇所では、受信コイルから出力される磁場波形が大きく変動する(例えば図10(a)参照)。よって、このように、発振コイル(1)(2)からの互いに逆向きの交流磁場が受信コイルの位置で相殺しあうような構成、原理に基づくことで、高SN比で、検査対象Mの劣化に関する検査データを生成することができる。
デジタルアナログ変換部32は、発振部33から受けたデジタル発振信号をアナログの交流電流に変換する。
交流電流が流れた発振コイル(1)(2)は、互いに逆向きの交流磁場を発生させる。なお、発振コイル(1)、発振コイル(2)に互いに逆向きの交流磁場を発生させるには、例えば、それぞれのコイルの巻回方向を逆向きにしておけばよい。
アナログデジタル変換部35は、検波部34から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
電源38は、レール検査システム1内の各構成に電力を供給する。
制御部42は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、などによって構成され、データの受け渡しや演算処理などの制御を行う。
出力処理部44は、検査結果等を表示部46にグラフやテーブルの形式を適宜用いて視覚的に理解しやすい表示形式で表示させるための処理を行う。
表示部46は、検査結果などを表示するLCD(Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイなどである。
記憶部47は、データ処理部43が処理したデータなどを保存する。
まず、データ処理部43は、検査データを記憶部47から取得する(ステップS1)。なお、ここで、検査データにおける前記したオフセットを調整するオフセット調整処理などを行ってもよい。
各受信コイルは、各チャンネル用検出信号(出力信号(磁場波形))を、増幅・フィルタ部22を介して、対応する検波部34に送る。
レール検査システム1aによれば、センサ部21が複数(マルチチャンネル)であることで、より高精度に鉄道レールRRの劣化検査を行うことができる。以下、検出装置2aの具体的な構成例を挙げて説明する。
センサ部21bは、鉄道レールRRの伸長方向に垂直に配置されている。
センサ部21cは、鉄道レールRRの伸長方向に対して斜め45度に配置されている。
センサ部21dは、鉄道レールRRの伸長方向に対して逆斜め45度に配置されている。
また、本実施形態によるその他の構成、作用効果等は、前記した通りである。
例えば、図8におけるセンサ部21cの鉄道レールRRの伸長方向に対する斜め角度は、45度でなくても30度等、他の角度であってもよい。図8におけるセンサ部21dについても同様である。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
2、2a、2b 検出装置(レール検査装置)
3 処理装置
4 評価装置
21、21a、21b、21c、21d センサ部
22 増幅・フィルタ部
31 増幅部
32 デジタルアナログ変換部
33 発振部
34 検波部
35 アナログデジタル変換部
36 メモリ部
37 データ通信部
38 電源
41 データ入力部
42 制御部
43 データ処理部
44 出力処理部
45 操作入力部
46 表示部
47 記憶部
211 発振コイル(1)(2)
212 受信コイル
M 検査対象
RR 鉄道レール
Claims (6)
- 車両用のレールの劣化に関する検査データを生成するレール検査装置であって、
検査対象の前記レールと対向する面に、互いに逆向きの交流磁場を発生する第1発振コイル、第2発振コイルと、前記第1発振コイルと前記第2発振コイルの中間またはその近傍に位置し、前記第1発振コイルおよび前記第2発振コイルから受けた磁場に基づく磁場波形を前記検査データとして出力する受信コイルと、を含むセンサ部を複数備え、
複数の前記センサ部として、少なくとも、前記レールの伸長方向に対して、平行な方向に配置されたセンサ部と、垂直な方向に配置されたセンサ部と、斜めの方向に配置されたセンサ部と、を備える
ことを特徴とするレール検査装置。 - 複数の前記センサ部は、
前記レールの表面の劣化を検出するために、前記第1発振コイルまたは前記第2発振コイルの中心から、前記受信コイルの中心まで、第1の距離だけ離れているセンサ部と、
前記レールの内部の劣化を検出するために、前記第1発振コイルまたは前記第2発振コイルの中心から、前記受信コイルの中心まで、前記第1の距離よりも大きい第2の距離だけ離れているセンサ部と、を含んでいる
ことを特徴とする請求項1に記載のレール検査装置。 - 請求項1または2に記載のレール検査装置と、
前記レール検査装置から受信した前記検査データに基づいて、前記レールの劣化箇所を特定する検査処理を実行する評価装置と、を備え、
前記評価装置は、前記検査データに基づいて、前記レールに存在する前記レールの繋ぎ目のレール伸長方向位置を特定し、当該特定した前記繋ぎ目のレール伸長方向位置によって、前記レールの劣化箇所のレール伸長方向位置を特定する
ことを特徴とするレール検査システム。 - 請求項1または2に記載のレール検査装置と、
前記レール検査装置から受信した前記検査データに基づいて、前記レールの劣化箇所を特定する検査処理を実行する評価装置と、を備え、
前記評価装置は、前記検査データに基づいて、
前記検査データのcos成分の波形と、
前記検査データのcos成分の2乗およびsin成分の2乗の和の平方根の波形と、を比較し、
それらの波形の異なる部分を、前記レールの劣化箇所として特定する
ことを特徴とするレール検査システム。 - 請求項1または2に記載のレール検査装置と、
前記レール検査装置から受信した前記検査データに基づいて、前記レールの劣化箇所を特定する検査処理を実行する評価装置と、を備え、
前記評価装置は、前記検査データに基づいて、
前記検査データのcos成分の波形と、
atan(前記検査データのsin成分/cos成分)の波形と、を比較し、
それらの波形の異なる部分を、前記レールの劣化箇所として特定する
ことを特徴とするレール検査システム。 - 請求項1または2に記載のレール検査装置と、
前記レール検査装置から受信した前記検査データに基づいて、前記レールの劣化箇所を特定する検査処理を実行する評価装置と、を備え、
前記評価装置は、前記検査データに基づいて、
前記検査データのcos成分を一方の軸とし、前記検査データのsin成分を他方の軸として座標平面上に軌跡を表示する
ことを特徴とするレール検査システム。
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