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申请/专利权人：易县轨道无损检测协会;河北建辉泓源检测服务有限公司;北京鑫泽源铁路技术发展有限公司

摘要：本发明公开了一种钢轨轮式探头折射角、偏向角检测方法，包括步骤：一、构建钢轨轮式探头折射角、偏向角检测系统；二、检测准备；三、0°探头偏向角的检测；四、+37°探头、‑37°探头、+70°探头和‑70°探头偏向角、折射角的检测；五、右+70°探头和左‑70°探头的偏向角、折射角的检测；六、左+70°探头和右‑70°探头的偏向角、折射角的检测。本发明利用半圆柱体试块确定轮式探头中0°、37°和70°各探头的入射点，也用于检测37°和70°探头的偏向角，利用第五检测横孔用于检测0°探头的偏向角，利用长方体试块上的第一检测横孔、第二检测横孔、第三检测横孔和第四检测横孔检测37°和70°探头的折射角。

主权项：1.一种钢轨轮式探头折射角、偏向角检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、构建钢轨轮式探头折射角、偏向角检测系统：所述钢轨轮式探头折射角、偏向角检测系统包括探伤仪、主机、以及用于辅助检测双轨探伤车的钢轨探轮4中探头5折射角和偏向角的试块，其中，探头5的信号输出端均与探伤仪连接；所述试块包括长方体试块2和半圆柱体试块3，半圆柱体试块3的一个半圆面与长方体试块2的前侧面一体连接，长方体试块2的顶面为长方体试块2的第一检测顶面20，半圆柱体试块3的矩形侧面为半圆柱体试块3的第二检测顶面30，第一检测顶面20和第二检测顶面30共面且结构一致，长方体试块2的高度大于半圆柱体试块3的高度，长方体试块2下部中心位置开设有用于检测0°探头的偏向角的第五检测横孔25，长方体试块2上部两侧呈对称结构开设有第一检测横孔21和第二检测横孔22，长方体试块2上位于第一检测横孔21和第五检测横孔25之间的区域两侧呈对称结构开设有第三检测横孔23和第四检测横孔24；步骤二、检测准备：将钢轨探轮4压在试块上，中间加适当的耦合剂，保持稳定的声耦合；步骤三、0°探头偏向角的检测，过程如下：步骤301、在第二检测顶面30上移动钢轨探轮4中的0°探头，使0°探头对半圆柱体试块3的圆柱面的反射波最高，由此确定0°探头在试块的入射点；步骤302、将钢轨探轮4向后平移至第一检测顶面20上，使0°探头获得第五检测横孔25的反射波；步骤303、通过左右移动钢轨探轮4，使0°探头对第五检测横孔25的反射波最高，并记录向左或向右移动的距离d0；步骤304、根据公式计算0°探头的偏向角θ0；其中，h0为第五检测横孔25的中心孔深；步骤四、+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头偏向角、折射角的检测，过程如下：步骤401、将钢轨探轮4平行放置在第二检测顶面30上，分别前后移动钢轨探轮4中的+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头，使+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头对半圆柱体试块3的圆柱面的反射波最高，由此分别确定+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头在试块的各自入射点；步骤402、分别将钢轨探轮4原地旋转，使+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头对半圆柱体试块3的圆柱面的反射波最高，分别获取+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头的旋转角度βi；步骤403、根据公式θi＝βi，分别计算+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头的偏向角θi；步骤404、对于+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头，在测试出各自的偏向角后，将钢轨探轮4向后平移至第一检测顶面20上，分别使+37°探头获得第三检测横孔23的反射波、-37°探头获得第四检测横孔24的反射波、+70°探头获得第一检测横孔21的反射波、-70°探头获得第二检测横孔22的反射波；步骤405、再分别通过左右移动钢轨探轮4，使+37°探头对第三检测横孔23的反射波最高、-37°探头对第四检测横孔24的反射波最高、+70°探头对第一检测横孔21的反射波最高、-70°探头对第二检测横孔22的反射波最高，并记录各自向左或向右移动的距离di；步骤406、当+37°探头向右移动、-37°探头向左移动、+70°探头向右移动、-70°探头向左移动时，根据公式分别计算+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头超声波入射声束与法线夹角的正切值Ki；当+37°探头向左移动、-37°探头向右移动、+70°探头向左移动、-70°探头向右移动时，根据公式分别计算+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头超声波入射声束与法线夹角的正切值Ki；步骤407、根据公式γi＝arctgKi，分别计算+37°探头、-37°探头、+70°探头和-70°探头的折射角γi；步骤五、右+70°探头和左-70°探头的偏向角、折射角的检测，过程如下：步骤501、钢轨探轮4中右+70°探头和左-70°探头的倾斜角为a，将钢轨探轮4平行放置在第二检测顶面30上，再将钢轨探轮4左旋转a角；分别前后移动钢轨探轮4中的右+70°探头和左-70°探头，使右+70°探头和左-70°探头对半圆柱体试块3的圆柱面的反射波最高，由此分别确定右+70°探头和左-70°探头在试块的各自入射点；步骤502、分别将钢轨探轮4原地旋转，使右+70°探头和左-70°探头对半圆柱体试块3的圆柱面的反射波最高，分别获取右+70°探头和左-70°探头的旋转角度βi；步骤503、根据公式θi＝βi-a，分别计算右+70°探头和左-70°探头的偏向角θi；步骤504、对于右+70°探头和左-70°探头，在测试出各自的偏向角后，将钢轨探轮4向后平移至第一检测顶面20上，分别使右+70°探头获得第一检测横孔21的反射波、左-70°探头获得第二检测横孔22的反射波；步骤505、再分别通过左右移动钢轨探轮4，使右+70°探头对第一检测横孔21的反射波最高、左-70°探头对第二检测横孔22的反射波最高，并记录各自向左或向右移动的距离di；步骤506、当右+70°探头向右移动、左-70°探头向左移动时，根据公式分别计算右+70°探头和左-70°探头超声波入射声束与法线夹角的正切值Ki；当右+70°探头向左移动、左-70°探头向右移动时，根据公式分别计算右+70°探头和左-70°探头超声波入射声束与法线夹角的正切值Ki；步骤507、根据公式γi＝arctgKi，分别计算右+70°探头和左-70°探头的折射角γi；步骤六、左+70°探头和右-70°探头的偏向角、折射角的检测，过程如下：步骤601、将钢轨探轮4平行放置在第二检测顶面30上，再将钢轨探轮4右旋转a角；分别前后移动钢轨探轮4中的左+70°探头和右-70°探头，使左+70°探头和右-70°探头对半圆柱体试块3的圆柱面的反射波最高，由此分别确定左+70°探头和右-70°探头在试块的各自入射点；步骤602、分别将钢轨探轮4原地旋转，使左+70°探头和右-70°探头对半圆柱体试块3的圆柱面的反射波最高，分别获取左+70°探头和右-70°探头的旋转角度βi；步骤603、根据公式θi＝βi-a，分别计算左+70°探头和右-70°探头的偏向角θi；步骤604、对于左+70°探头和右-70°探头，在测试出各自的偏向角后，将钢轨探轮4向后平移至第一检测顶面20上，分别使左+70°探头获得第一检测横孔21的反射波、右-70°探头获得第二检测横孔22的反射波；步骤605、再分别通过左右移动钢轨探轮4，使左+70°探头对第一检测横孔21的反射波最高、右-70°探头对第二检测横孔22的反射波最高，并记录各自向左或向右移动的距离di；步骤606、当左+70°探头向右移动、右-70°探头向左移动时，根据公式分别计算左+70°探头和右-70°探头超声波入射声束与法线夹角的正切值Ki；当左+70°探头向左移动、右-70°探头向右移动时，根据公式分别计算左+70°探头和右-70°探头超声波入射声束与法线夹角的正切值Ki；步骤607、根据公式γi＝arctgKi，分别计算左+70°探头和右-70°探头的折射角γi；其中，按照+37°探头、-37°探头、+70°探头、-70°探头、右+70°探头、左-70°探头、左+70°探头和右-70°探头顺序对斜探头进行编号，i为+37°探头、-37°探头、+70°探头、-70°探头、右+70°探头、左-70°探头、左+70°探头和右-70°探头的编号且i＝1,2,3,4,5,6,7,8；Lj为+37°探头、-37°探头、+70°探头、-70°探头、右+70°探头、左-70°探头、左+70°探头或右-70°探头对应的检测横孔的中轴线与长方体试块2宽度方向的中心竖直切面之间的距离，hj为+37°探头、-37°探头、+70°探头、-70°探头、右+70°探头、左-70°探头、左+70°探头或右-70°探头对应的检测横孔的中心孔深。

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