ACFM 轨道扫描仪

　　 铁路基础设施的完整性是安全和经济运输系统的核心，路轨本身形成了这个系统的一个至关重要的部分。铁轨头部表面裂隙的及早探测不仅可以起到安全防护的作用，而且可以形成一套良好管理的维护制度。一个能够评估铁轨裂隙严重性的工具可以提供信息，以决定重新铺设一段铁轨或在现场打磨铁轨而使问题得到控制。这样可以避免并不需要的铁轨重铺，从而可节省可观的成本。

　　针对铁路工业行内的特殊需求，TSC公司研发了一项产品。以ACFMa电磁探测技术为基础，ACFM步行式信息收集器通过探测并量定铁轨裂隙的大小，以确定出该裂隙对整体影响的严重程度。这个系统主要通过显示裂隙的深度（即沿扩散角方向上的深度，单位：mm）来反映铁轨缺陷的严重性，并且能够区分出铁轨表面缺陷的类型，比如：表面裂隙、棱角断裂、唇形变。

　　ACFM步行式信息收集器是一个集成的手推车，由检验员沿铁轨推行，包括一个ACFM矩阵式探头，仪器和一个便携式计算机。测得的数据在计算机屏幕上实时显示，并被储存作为该次检查的永久记录。

　　ACFM软件便于读取显示的数据，并通过先进的程序化运算系统自动解释这些数据。该系统具有以下几个关键特征：

· 形状规则探头可以探测到整个铁轨头部表面
· 声音警报裂隙的出现
· 每英码自动报告最深的裂隙与其大小
· 以英里和码为单位，记录轨段的沿线位置
· 电池寿命可连续使用超过5 小时(简易更换)
· 能够自动的将检测摘要以Excel方式输出
· 可以在办公室内的电脑系统输入并存储全部的探测数据

应用领域包括：

· 应用于平直铁路探测的基本探测工具，以确定铁轨头部是否有破壁裂隙
· 对铁轨进行分类以便确定出铁轨维修的策略
· 打磨前通过探测评估物料的移除量
· 打磨后通过探测确定裂隙已经除去
· 观测裂隙的变化趋势以评估维修策略的效果与需要的机器打磨频率

技术背景
　　ACFM技术是一项已被确定的探测技术，在其他产业已经被采用，比如石油、天然气和石化行业。它是一项基于电子涡流效应的电磁技术，但是同传统的电子涡流技术又存在一定的差别。

　　ACFM系统的主要部件是探头和与它相连接的ACFM仪器，它和便携式计算机相互交换信息。计算机显示器控制着该仪器并且显示和存储着探测数据。

　　 探测器内置一个电磁发生器，这个发生器在铁轨表面能够诱导出一个微小电流，通过使用恒电流发生器，探头下的电流在方向和强度上是恒定的。所产生的这个微电流不会穿透到铁轨内部，而是在铁轨的表面（深度<0.1mm）发生作用。如果铁轨表面存在缺陷，则电流就会发生改变，这样铁轨表面的磁场也会发生变化。 铁轨表面矩阵式传感器的布设可以监测到铁轨表面磁场所发生的变化。 探头内有两种类型的传感器：Bz 传感器，主要用来探测裂隙终端周围电流所发生的变化；Bx 传感器，主要用于检测最深裂隙最深处上端密度的缩减量。

　　 下图描述了裂隙周围电流流动的方式和磁场的最终分布情况。

　　ACFM软件系统记录并显示来自 Bx 和 Bz 传感器的运行结果。两个传感器都以各自的绘图方式来描述故障的出现情况，如下图所示，Bx 传感器的信号主要是以波谷形式体现裂隙的深度，波谷越大，则说明裂隙越深；而Bz 传感器主要是以波峰表示裂隙的一端，波谷显示裂隙的另一端。

　　以数学模型为参考对Bx 信号进行分析，可以确定出裂隙的深度，这个数学模型是与 Bx 信号相对于裂隙深度的偏移量有关的。采用这种方式操作者并不需要进行提前校准。值得注意的是提供值是指裂隙沿其扩散面方向的深度。如果扩散角与铁轨表面不是互相垂直，则这个深度就与垂直方向深度不相一致。Bz 信号中波峰和波谷的位置是指铁轨表面裂隙所处的位置。

　　 这项分析是通过软件系统自动完成的，该软件可以识别并确定在每1m距离内的最深裂隙并告知该裂隙大小尺寸。探测器内设有一个编码器，确定了初始位置，编码器会跟踪到探头在路轨上所在的绝对位置。这不仅可以测得其前进速度，而且能够精确的定位出铁轨裂隙所在。

批准
ACFM步行式信息收集器在英国铁道经过了严格的测试而获得了使用权。

　　 系统性能是由Corus Rail Technologies 评估的，该机构代表 Network Rail 进行了一项独立的研究。该研究对72个滚动接触疲劳性 (RCF) 裂隙与ACFM技术探测结果进行了比较，这72个滚动接触疲劳性 (RCF) 裂隙是从退出使用的路轨段提取出来的。经过破损性分析得出结论：

　　“…ACFM系统的探测性能经研究发现接近100%。”

　　 现场测试是由Balfour Beatty Rail Technologies 执行的。在英国铁道网多个现场，对其操作性能、可靠度进行了评估，并收集了大量的现实数据。

　　 EMC测试是由英国York EMC服务公司执行的。由该公司的 Competent Body 评审并颁发了符合证书(No. 8209CBC1)。

规 格
尺寸: 700 x 300 x 1000mm
重量: 21kg
环境: IP54
电源: 12V电池供电，充电通过110 V或者240 V交流电 40 / 50赫兹提供。
操作温度范围: -20^oC ~ 40^oC
标准操作速度: 1.5 – 2 mph (2 – 3 km/h)

联系
如果对ACFM步行式信息收集器本身或是其具体操作存在疑问，可以咨询我方。