董庆仑 周宏祥 翟字波 赵永兴 马安奇

摘  要：针对钢轨存在的波浪形磨耗问题，基于弦测法开发一种自动化检测系统，系统采用激光位移传感器，以STM32嵌入式系统芯片为核心控制器，通过图形用户接口STemWin、文件系统FATfs等嵌入式软件资源，可以实现数据实时采集、显示、保存和传输。经试验验证检测系统结果具有良好的重复性和稳定性，精度达到0.01mm。

关键词：波浪形磨耗;激光位移传感器;STM32;STemWin

中图分类号：U270.7    文献标识码：A

Abstract： Aiming at the wavy wear problem of steel rails， an automated detection system is developed based on the string measurement method. The system uses a laser displacement sensor， with STM32 embedded system chip as the core controller， through the graphical user interface STemWin， file system FATfs and other embedded software resources can realize real-time data collection， display， storage and transmission. Tests have verified that the results of the detection system have good repeatability and stability， with an accuracy of 0.01mm.

Key words： wavy abrasion; laser displacement sensor; STM32; STemWin

0  引  言

钢轨波磨的状态直接影响轨道车辆的安全性、平稳性和舒适性。钢轨投入运行后，由于列车的车轮与钢轨的频繁接触，钢轨踏面上出现有一定规律的凹、凸不平现象[1]，这种现象被称为钢轨波浪形磨耗。钢轨波磨发展严重之后首先会对钢轨造成严重危害，加大钢轨的报废率。其次，它会增加列车的垂向不平顺，加大列车车轮与钢轨接触的振动，产生噪音污染，对乘客的乘坐舒适性会造成影响，并且振动也会对列车与钢轨部件的使用寿命产生影响，甚至引发严重的脱轨事故[2]，影响人车安全。

目前测量钢轨波磨的主要方法是接触式测量和非接触式测量[3]。其中德国Vogel公司研发的SKM1[4]就是以接觸式测量的方式去测量数据，它采用轨地面进行机械定位，因此只能用于特定规格的钢轨测量。美国IEM公司研发的激光轨道轮廓仪是通过非接触测量的方式测量数据，这类装置使用非接触激光传感器测量技术，可完整测量轨头横断面磨损，具有体积小、轻便携带等优点，但分辨率和精度较低。……