一种磁悬浮F型轨道磁极面四点直线度检测装置及方法技术领域
本发明涉及磁悬浮轨道工程车技术领域,特别是一种磁悬浮F型轨道磁极面四点
直线度检测装置及方法。
背景技术
传统的磁悬浮F型轨道磁极面四点直线度检测方法采用四个点位移传感器，该方
法只能检测磁极面一个点的位移距离，其检测精度容易受磁极面表面磁化后的磁性物质颗
粒以及磁极面表面粗糙度的影响，且只能适用于速度很低(如手推式或检测速度低于3km/
h)的轨检仪设备。而针对长距离磁悬浮轨道，需要速度较高的车载检测装置。当检测装置安
装于工程车或运营车底架中间位置，通过弯道线路时，检测装置相对于轨道会有横向偏移，
从而使位移传感器相对于磁极面发生横向偏移，当弯道半径达到100米时，偏移量超过磁极
面边缘，而出现漏检现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种磁悬浮F型轨道磁极
面四点直线度检测装置及方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种磁悬浮F型轨道磁极面四
点直线度检测装置，包括设置在测量架上的四个位移传感器，四个位移传感器分别对应设
置于左F轨外磁极面正下方、左F轨内磁极面正下方、右F轨内磁极面正下方、右F轨外磁极面
正下方。
所述位移传感器为2D激光位移传感器，所述2D激光位移传感器光条平行于轨道横
截面方向打在各磁极面上，且有效测量精度范围内的光条长度与对应磁极面有正负30mm～
50mm的相对横移量(直线轨道时：磁极面在对应光条长度的中间位置，左右两侧各有30mm～
50mm有效测量光条区间)。
本发明还提供了一种磁悬浮F型轨道磁极面四点直线度检测方法，该方法主要实
现过程为：
1)获取磁悬浮F型轨道四个磁极面的坐标值(X1，Z1)、(X2，Z2)、(X3，Z3)、(X4，Z4)；
2)进行最小二乘拟合直线计算，直线L的方程为：Z＝kX+b，其中：
3)求出各测点到L在Z坐标方向的偏差值：Ei＝Zi-(kXi+b)；
4)求得Ei中的最大值Emax和最大负值Emin，则平面直线度误差值f为：
f＝|Emax-Emin)|；
5)当检测到的四个磁极面的直线度误差小于1mm时，评估合格。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明采用2D激光位移传感器的
磁悬浮F型轨道磁极面四点直线度检测装置能适用于车载高速检测，且能解决因车辆过弯
道时而引起的检测装置与F型轨道的横向偏移导致的漏检问题；采用2D激光位移传感器能
解决采用点位移传感器检测时由于磁极面表面粗糙度以及表面磁化后的磁性物质颗粒而
引起的测量误差问题；采用最小二乘算法计算直线度比采用现有的首尾两点连线算法要更
精确。
附图说明
图1为现有技术原理图；
图2为本发明采用2D激光位移传感器的磁悬浮F型轨道磁极面四点直线度检测装
置；
图3为四点直线度评定方法示意图；
其中，1-左F轨；2-右F轨；3-H轨枕；4～7-2D激光位移传感器；8-测量构架。
具体实施方式
如图2所示，本发明采用4个2D激光位移传感器4～7采集四个磁极面到测量架8的
距离。2D激光位移传感器光条平行于横截面方向打在各磁极面上，且左右允许有30mm～
50mm的相对横移量。各磁极面到测量架8的距离是磁极面上除倒角外的激光光条到测量架
的8的平均位移值。测量架8通过连接装置安装在检测车底下。
采用最小二乘算法计算直线度，具体计算方法如下：
(a)对上述计算获得的磁悬浮F型轨道四个磁极面的坐标值(X1，Z1)、(X2，Z2)、(X3，
Z3)、(X4，Z4)，进行最小二乘拟合直线计算，直线L的方程为：Z＝kX+b，根据公式(1)和(2)可
计算出k和b；
(b)求出各测点到L在Z坐标方向的偏差值：
Ei＝Zi-(kXi+b) (3)
(c)求得Ei中的最大值Emax和最小值Emin(最大负值)，则平面直线度误差值f为：
f＝|Emax-Emin)| (4)
(6)当检测到的四个磁极面的直线度误差小于1mm时，评估合格。