石家庄铁道大学无损检测团队:用超声技术,服务中国轨道交通安全

2020-07-13 09:43:32 来源:河北新闻网
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河北新闻网讯(刘晓丹、郭子豪)为全面报道2019年“创客中国”河北省中小企业创新创业大赛的获奖成果,深入了解获奖项目的优势和特点,追寻获奖团队实现创新转型升级的经验与路径,营造自主创新的浓厚氛围,河北新闻网特推出“创客中国河北赛区优秀项目”系列报道。

8月27日,2019年“创客中国”河北省中小企业创新创业大赛落下帷幕,由石家庄铁道大学无损检测团队研制的“无缝线路钢轨锁定轨温超声波检测仪”项目,凭借产品的创新性、实用性以及快捷无损检测等特点在大赛中拔得头筹,荣获创客组一等奖并将代表河北省参加全国总决赛。

本期“创客中国河北赛区优秀项目”,记者对石家庄铁道大学无损检测团队成员宋文涛进行了专访。

坚持不懈 创新检测方式

记者:在本次省级大赛中,您的项目获得了创客组一等奖。您能否简单介绍一下该产品,其设计初衷是什么?

宋文涛: 随着国家高速铁路飞速发展,铁路运营里程越来越长,无缝线路的安全与管理工作变得越来越重要。无缝线路钢轨锁定轨温是指无缝线路的零温度应力轨温,是衡量无缝线路轨道强度与稳定性的量化表现,是无缝线路最重要的技术指标之一,其准确与否,将直接关系到无缝线路的状态稳定和养、管、修安全。实现无缝线路钢轨锁定轨温快速无损检测成为铁路工务部门迫切需要解决的问题,基于此,依据超声Lcr波声弹性原理,参照《残余应力超声临界折射纵波检测方法》(GB/T 32073-2015)国家标准及相关规范,我们团队对无缝线路钢轨锁定轨温的快速无损检测技术进行了深入研究,开发了无缝线路钢轨锁定轨温超声波检测仪设备。

该检测仪由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件部分负责超声信号和钢轨温度信号的数据采集,软件部分通过上位机分析处理数据。硬件部分由定位装置、检测装置、数据传输线、耦合剂和工控机五部分组成。上位机软件由数据录入、零应力标定、数据分析处理、结果显示四部分组成,用来记录钢轨参数,数据库中存储零应力波形及钢轨材质应力系数等数据,可进行数据处理,并以表格形式保存至后台。该仪器检测过程无需拆除扣件,检测精度:±1.5℃,检测环境温度范围:-40~70℃,检测钢轨温度范围:-50~100℃,检测所需时间:1~2min,能满足所有现役钢轨材质和在役轨型。

无缝线路钢轨锁定轨温超声波检测仪

记者:据了解,国内也有一些高校、研究所等机构对该技术在锁定轨温检测领域的应用进行研究,但基本都停留在理论阶段。你们是如何优先做到将理论转化为一种技术手段,并制作出可实际使用的产品的?在研制过程中遇到过哪些问题困难?

宋文涛:博士在读期间,我本人对超声应力检测技术有了一定的研究与积累,并参与了《残余应力超声临界折射纵波检测方法》(GB/T 32073-2015)国家标准的制定。逐渐,我对该技术产生了浓厚的兴趣,也极力地想做出一些成果服务社会。石家庄铁道大学具有深厚铁路背景,有着攻坚克难、努力创新创业的合作团队,这是将理论转化为技术手段的重要保证。此外,中国铁路北京局集团有限公司为项目的研究提供了良好的研究平台,提供了大力的技术支持,也提供了丰富的试验场地,这些是今天成果取得的关键所在。研制历经了3、4年时间,周期跨度长,需要从酷暑到严寒,从白天到黑夜,充分利用铁路单位提供的有限时间展开现场验证、技术改进。团队用节俭与辛苦积极弥补经费上的不足,大家流出了难以想象的辛劳和汗水,在2代样机基础上逐渐研制出现在成熟可用的4代机。

石家庄铁道大学无损检测团队现场进行实验工作

定制设计 市场前景广阔

记者:关于您之前提到的产品定制化,具体是指什么?通用性又如何?

宋文涛:我国幅员辽阔气候差异大,有记录表明,环境温度夏季最高温达49.6℃,冬季最低温出现-52.3℃。年轨温差世界上第一条高寒地区高速铁路(哈大)达110℃。为了适应不同地区的环境温度范围和钢轨轨温范围,需要对仪器的软硬件做定制化设计。硬件上的定制确保设备本身的耐低温和耐高温,软件上的定制确保零应力数据库的完善与算法的优化。通过定制化的设备,在国内市场能够通用,长远的考虑实现国际市场通用。

记者:目前,你们的检测仪销售使用情况如何,有哪些合作案例?未来的发展计划是怎样的?

宋文涛:通过理论研究与设备的研发,我们的检测仪已经升级到第4代机,目前还没有过多的精力考虑销售。检测仪分别在北京局石家庄工务段、保定工务段、上海局沪宁线无缝线路部分区段、哈尔滨工务段、济南局淄博工务段等管内进行了试用,取得了良好效果。

未来我们将进一步的升级完善检测仪的功能,加强宣传力度,争取该产品更早、更快、更好地服务铁路安全。同时,我们还计划将该技术在其他领域进行研究尝试,为社会做出更多贡献。

石家庄铁道大学无损检测团队部分人员合影

记者:在本次大赛中,你们获得了创客组一等奖,我想这是对你们团队能力和产品实力的一个极大肯定。能否分享给广大创客朋友们一些经验并谈谈这次比赛给你们带来了哪些收获和影响? 

宋文涛:通过参加本次大赛,使我们开阔了眼界,认识了解到一些其他创客们的产品,进一步激发了我们创新创业的动力与激情。大赛能取得好成绩,有一个良好合作的团队是不可或缺的。同时还要抓住时代脉搏,寻找好的科研平台也是至关重要的。此外,对于我们科研工作者,要具有吃苦精神、敬业精神、合作精神,并且持之以恒。最后,很高兴可以代表河北省去参加之后的“创客中国”全国赛,这会是一个更高的平台,能够让我们产品的知名度有一个更大的提升。接下来我们会继续努力,认真准备,积极参加全国赛的路演实训和决赛,争取能在决赛中取得好成绩!

来源:河北新闻网
责任编辑:杨欣
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