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摘要：无损检测（Non-destructive Testing，简称NDT）是铁路产品（装备、设施和重要零部件等）检修工作中的重要环节，在保障铁道线路状态、运输安全中发挥着重要作用，是确保铁路运输安全的重要技术手段[1]。本文将主要从申请时间、申请人国别、主要申请人以及技术分支等指标对涉及轨道无损检测技术的专利进行分析，因为这些指标可以直接、客观体现全球范围内轨道无损检测技术的发展趋势与竞争态势，从而为轨道无损检测技术的发展提供参考。
关键词：无损检测；轨道；专利
一、全球范围的专利状况
本节主要对全球的专利申请状况进行分析，从中得到技术发展趋势以及各阶段专利申请人所属的国家分布。
从图可知，在2000年之前，国内外轨道无损检测技术专利的申请量较少，几乎每年只有几篇文献，而且基本上均是外国申请，究其原因，是因为国内该项技术发展较为落后。但从2001年开始到现在，轨道无损检测技术专利的申请数量开始增加，其几乎呈直线上升的趋势发展。而且，随着国内铁路技术的兴起，轨道无损检测技术在国内各企业以及研究院校均开始涉及。分析图显示的结果，可以看出近几年来，随着铁路技术的发展，轨道无损检测技术领域的创新活动也越来越活跃，其专利技术年度申请量快速增加。涉及轨道无损检测技术的企业或高校日益重视技术的开发与保护，技术专利化的节奏日益加快，可以肯定未来几年该技术的年度申请量还将保持快速、稳定的增长趋势。
二、主要申请人和数量
通过对检索的331件国内外专利申请进行分析，主要的申请人类型分为企业、科研院校和个人，三者的申请量比例如图所示。
从图可以看出，企业和科研院校的有关轨道无损检测技术的申请占大多数，个人申请的数量很少，因此，主要对企业和科研院校类型的申请人进行分析，得出国内轨道无损检测技术专利申请的主要申请人的分析结果如图所示。
针对轨道无损检测技术专利的研究，国内科研院校的申请占据了大多数，这是由于国内对轨道无损检测技术的研究起步较晚，技术积累略显薄弱，对于轨道无损检测技术依旧处于基础研究往实用研究的转化阶段，这也与国内的轨道无损检测设备主要依靠国外进口相吻合。
而近年来国外大的涉及轨道无损检测公司如美国的DAPCO IND INC、SPERRY RAIL INC，日本的AMIC KK及德国的SIEMENS AG对于轨道无损检测申请主要集中在早期，如US19820421472、US201213406926A、US20010973903A、JP特开平11-287216、DE 19926164A等，在2006年后的申请量处于减小的状态。
三、申请人国家分布
通过对检索的国外专利申请进行分析，得出国外轨道无损检测技术专利申请的主要申请人国别的分析结果如图所示。
从图可知，对于轨道无损检测技术的专利申请，国外申请人主要包括日本、美国、德国的专利申请，分别占总申请量的33%、26%、和18%。
四、主要技术分支和数量
通过对检索的331件国内外专利申请进行分析，得出国内轨道无损检测技术专利申请的主要技术分支的分析结果如图所示。
针对轨道无损检测的技术专利申请的研究，可主要分为三个技术分支：基于超声检测技术进行的轨道缺陷检测、基于电磁检测技术进行的轨道缺陷检测和基于涡流检测技术进行的轨道缺陷检测。分析得到三个主要的技术分支后，本文对检索得到的331篇国内外关于轨道无损检测技术的专利申请作了分类。
从图可知，利用基于超声检测技术的轨道缺陷检测实现轨道无损检测的技术研究起步较早，并且整体呈上升趋势。该项技术最早起源于19世纪的70年代，并且，逐年均有申请，而这些专利基本上均为国外申请，主要原因是国内知识产权保护意识起步较晚。基于电磁检测技术进行的轨道缺陷检测技术起步也相对较早，且其发展也逐步上升，但是其也呈稳步增长的趋势，但是基于电磁检测技术以及涡流检测技术的专利申请量均较少。基于涡流检测技术的轨道无损检测专利技术发展起步较晚，且其申请数量少于超声检测和电磁检测技术。
4. 1 超声检测
超声检测主要分为激光超声检测、电磁超声检测、超声导波检测和声发射检测[2、3]。检索到的最早的关于激光超声的申请为在1990年（SU4833119A），调制器产生幅度调制的脉冲激光，聚焦到待测物件上，信号由两个聚焦元件以及探测器探测，信号的延迟说明缺陷的存在并给出缺陷的坐标，首先介绍了可以采用激光激发出超声信号。在2000年日本申请的专利（JP2000087167A）中介绍了实现激光超声的具体方法，采用激光束对目标结构表面进行扫描，表面产生弹性波，干涉仪收集从样品表面反射的体现样品声光弹性特性的信号。基于干涉仪收集的信号结果，目标结构中的腐蚀缺陷即被评估出来。到2003年的美国申请的专利中（US20030449655A1）首次介绍了采用激光-空气混合超声技术（LAHU）探测轨道的表面缺陷，并实现远程控制。此后，国外专利的主要研究重点在于对检测信号的处理上（如US20060374344A1、EP5700600A等）。国内对于激光超声技术的研究起步较晚，且科研院校的专利申请居多，其中以哈尔滨工业大学占大多数，研究方向也主要集中在采集信号、信号处理及表征缺陷等方面，如CN2015105418935基于光声信号的轨道表面缺陷检測方法，脉冲激光逐点逐行扫描轨道表面的待测区域，激发待测区域产生光声信号，后用聚焦超声探头同步采集光声信号，计算机进行图像重建得光声图像，光声图像处理与分析。CN2015105418916获取待测轨道的表面待测区域的光学信号，并根据光学信号，确定轨道表面伤损的空间分布信息及表面伤损类型；获取轨道表面伤损所在位置区域的光声信号，并根据光声信号，确定轨道浅层伤损的空间分布信息及浅层伤损类型；获取轨道浅层伤损所在位置区域以及更深处的区域的超声回波信号，并根据超声回波信号，确定轨道深层伤损的空间分布信息及深层伤损类型；根据轨道表面、浅层及深层的伤损空间分布信息，融合光学、光声与超声的检测数据，对待测轨道进行三维重建。CN201510548850X应用于轨道探伤的光声弹性成像方法，脉冲激光经中灰密度镜、反射镜和聚焦镜后照射待测轨道上，产生含瑞利波和剪切波的光声信号；采集信号结合互相关算法、数据融合算法得轨道组织位移形变图。 检索到的最早的关于电磁超声的专利申请为1982年的德国申请（DE3218453A1）首次介绍了采用电磁超声换能器发射及接收超声表面波-瑞利波进行探伤。在2002年的美国专利申请中（US20010973903A1）首次介绍了采用电磁超声的探伤车，主要由电磁传感器、数据获取单元、供电系统组成，电磁传感器探测轨道的电磁信号，数据获取单元获取并处理由探测器接收的数据。在2005年俄罗斯专利申请中（RU2005140231C1）为了实现更加准确的检测，介绍了将两个电磁超声探头间隔距离布置并发射不同频率的信号，并采用两个电磁超声探头接收各个探头的信号。国内关于电磁超声对轨道进行探伤的专利申请开始于2007年，CN2007101768174介绍一种火车车轮表面自动电磁超声检测装置和方法，该装置由电磁超声换能器和电磁超声探伤仪等构成。此后几年，国内主要的研究方向主要集中在对换能器的结构设计上，如利用洛伦兹力机理的申请CN2014104417803介绍了一种基于洛伦兹力的电磁声表面波传感器，黄铜保护壳一端开口且设大、小腔室；钕铁硼永磁铁、阻抗匹配电路分别于黄铜保护壳大、小腔室内，聚酰亚胺垫片于钕铁硼永磁铁底部；双层回折线圈置于聚酰亚胺垫片和阻抗匹配电路底部；BNC接头设置在黄铜保护壳小腔室一侧；传感器还包括导线、塑料保护外壳。利用磁致伸缩机理的申请CN2013106815533介绍了一种用于铁轨底部缺陷检测的磁致伸缩扭转导波传感器，其左侧夹板、右侧夹板分别铰接在底部托板两侧，底部托板安在铁轨轨底下表面，左、右侧夹板分别安装在铁轨轨腰两侧，左、右侧夹板贴合在铁轨轨腰和轨底的上表面；左、右侧夹板和底部托板均包括第一支撑壳体和第二支撑壳体，第一、二支撑壳体之间装有沿铁轨方向间隔均布的四个梳状阵列；每个梳状阵列包括磁致伸缩材料层、激励线圈层和永磁体层，激励线圈层包裹在磁致伸缩材料层外围后覆盖有永磁体层，第二支撑壳体作为弹性波传递层位于梳状阵列和铁轨轨腰之间，左侧夹板和底部托板中的激励线圈层之间通过软质排线连接，右侧夹板和底部托板中的激励线圈层之间通过软质排线连接。
超声导波是超声波在波导介质中传播时，与介质的边界不断发生反射、折射以及纵横波的转换而产生的一种特殊的超声波。在波导介质中传播时，超声导波比超声体波传播的远，其传播过程可以覆盖整个波导介质的横截面，因此超声导波的检测效率比超声体波更高，更适合于长距离的无损检测，比如检测管道、轨道等。超声导波技术用于对轨道进行探伤最早的申请是在2000年的美国申请（US20000666752A1），其它国外的专利申请（US20060375083A1、JP2006250358A、GB102118A）介绍了几种超声导波无损检测的系统。国内的超声导波技术用于对轨道进行探伤最早的申请是在2011年，CN2011100218648介绍了一种长距离探测轨道轨底缺陷的超声导波装置，其计算机连接数据采集卡和任意波形发生器，数据采集卡连接检测信号放大器，任意波形发生器连接功率放大器，功率放大器连接转换开关，转换开关连接导波阵列探头和检测信号放大器。其它国内专利主要是关于如何对回波信号进行检测与分析，如CN2013104421359介绍了一种利用混沌振子系统识别轨道斜裂纹的超声导波方法，轨道的一侧端面激发70KHz频率超声导波信号，在距离激发端4mm处的接收端接收超声导波回波信号并记录超声导波在轨道中传播的时间位移曲线，利用混沌振子系统对超声导波回波信号进行检测与分析。
关于声发射技术用于轨道探伤最早出现在2001年GB13060A，此后各国对声发射技术进行了研究，各国的重点专利有DE102011101044A2、JP2004190716A、CN2015101788933。
4.2 电磁检测
电磁检测是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探伤方法[4]。检索到的文献中，最早的采用电磁检测技术来对轨道探伤的是俄罗斯在1900年的申请RU94041725A。电磁探伤中对缺陷的顯示方法有多种，有用磁粉显示的，也有不用磁粉显示的。用磁粉显示的称为磁粉探伤，因它显示直观、操作简单，故是最常用的方法之一。RU2092831介绍了一种磁粉探伤技术用于探测大尺寸的工件。不用磁粉显示的，习惯上称为漏磁探伤，它常借助于感应线圈、磁敏管、霍尔元件等来反应缺陷，它比磁粉探伤更卫生，但不如前置直观。如CN2014106243242介绍了一种漏磁检测仪，该检测仪分离了主励磁单元和次励磁单元，降低了整体饱和磁化磁场的需求，满足对比较厚的待测样品进行饱和磁化的要求，同时降低了励磁单元的大小，并且通过实际测量得到的数据结构证实其效果，因此特别适用于高铁、地铁等轨道、石油管道以及重型装备的在线无损检测的漏磁检测仪。DE112009002074A5介绍了一种漏磁检测装置用于检测轨道等工件的损伤。
4.3涡流检测
涡流检测是由交流电流产生的交变磁场作用于待探伤的导电材料，感应出电涡流[5]。检索到的最早的关于涡流检测用于轨道探伤的专利是日本的1996年的专利（JP9953896A），之后涡流检测技术的专利申请主要集中在日本和中国。如日本专利JP 2010192952A介绍了一种涡流检测技术探测缺陷的方法，通过探头探测缺陷信号的矢量波形来进行缺陷的评估。国内关于涡流检测技术最早的是2009年长安大学的专利申请CN2009100229912，该申请介绍了一种用于轨道检测的便携式涡流探伤仪，包括为各用电单元进行供电的供电电源、对轨道损伤进行检测的表面放置式涡流传感器、为涡流传感器提供激励源的正弦函数发生器、对正弦函数发生器所产生的正弦波信号进行放大处理的信号放大电路一、对涡流传感器所检测的检测信号进行放大处理的信号放大电路二、与信号放大电路二相接的控制电路、由所述控制电路进行控制的报警单元和与信号放大电路二相接的显示器；所述涡流传感器由一个激励线圈和一个测量线圈组成。通过优化探伤仪的结构，以实现能有效解决轨道损伤探测问题。为了提高检测的灵敏度，CN2013102692479介绍了一种在役轨道踏面鱼鳞裂纹的涡流视频综合检测评估方法，基于涡流与视频检测原理，将涡流检测的速度快、检出灵敏度高的特点与视频检测的简单、直观、易于保存的特点结合在一起，将两种手段获取的鱼鳞裂纹进行图像特征及裂纹深度加权比较验证，实现对轨道踏面鱼鳞裂纹缺陷的涡流视频快速、自动综合检测评估，通过对轨道踏面的缺陷深度、开口形状及视频图像进行综合分析研究，定性分析缺陷信息，并判断缺陷可能对轨道造成的各种影响，提出相应可行的整改建议，从而实现对轨道在役运行状况的全面把握，提高在役轨道鱼鳞裂纹缺陷的检测效率和可靠性。其它国家的申请如DE102007003696A、RU2002118750。
五、总结
通过从多角度对轨道无损检测技术进行分析可见，目前该领域的专利申请在国外起步较早并趋于成熟，而在国内起步较晚，并呈现迎头赶上的态势。且国外该领域的研究主要集中在美国、日本、德国，国内该领域的研究主要由科研院校承担，企业相对来说来显薄弱。随着科学技术的发展，轨道无损检测的相关技术在应用的过程中不断完善，我国仍需向国外吸取经验，以期在该领域得到良好的发展。
参考文献：
[1]王雪梅，倪文波，王平. 高速铁路轨道无损探伤技术的研究现状和发展趋势[J].无损检测，2013，35（2）：10-17.
[2]张玉华，许贵阳，李培，石永生，黄筱妍. 轨道探伤车自主化超声检测系统的关键技术[J].中国铁道科学，2015，36（5）：131-136.
[3]张恒，汪开灿，王淑娟，基于电磁超声的轨道探伤装置[J].无损检测，2014，36（7）：42-46.
[4] 高运来，王平，田贵云，郝思思，熊龙辉，基于电磁原理的轨道裂纹高速在线巡检方法 [J].无损检测，2012，34（12）：1-11.
[5]黄凤英，轨道表面裂纹涡流检测定量评估方法 [J].中国铁道科学，2017，38（2）：28-33.
作者简介：
顾小勇，国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心
关键词：无损检测；轨道；专利
一、全球范围的专利状况
本节主要对全球的专利申请状况进行分析，从中得到技术发展趋势以及各阶段专利申请人所属的国家分布。
从图可知，在2000年之前，国内外轨道无损检测技术专利的申请量较少，几乎每年只有几篇文献，而且基本上均是外国申请，究其原因，是因为国内该项技术发展较为落后。但从2001年开始到现在，轨道无损检测技术专利的申请数量开始增加，其几乎呈直线上升的趋势发展。而且，随着国内铁路技术的兴起，轨道无损检测技术在国内各企业以及研究院校均开始涉及。分析图显示的结果，可以看出近几年来，随着铁路技术的发展，轨道无损检测技术领域的创新活动也越来越活跃，其专利技术年度申请量快速增加。涉及轨道无损检测技术的企业或高校日益重视技术的开发与保护，技术专利化的节奏日益加快，可以肯定未来几年该技术的年度申请量还将保持快速、稳定的增长趋势。
二、主要申请人和数量
通过对检索的331件国内外专利申请进行分析，主要的申请人类型分为企业、科研院校和个人，三者的申请量比例如图所示。
从图可以看出，企业和科研院校的有关轨道无损检测技术的申请占大多数，个人申请的数量很少，因此，主要对企业和科研院校类型的申请人进行分析，得出国内轨道无损检测技术专利申请的主要申请人的分析结果如图所示。
针对轨道无损检测技术专利的研究，国内科研院校的申请占据了大多数，这是由于国内对轨道无损检测技术的研究起步较晚，技术积累略显薄弱，对于轨道无损检测技术依旧处于基础研究往实用研究的转化阶段，这也与国内的轨道无损检测设备主要依靠国外进口相吻合。
而近年来国外大的涉及轨道无损检测公司如美国的DAPCO IND INC、SPERRY RAIL INC，日本的AMIC KK及德国的SIEMENS AG对于轨道无损检测申请主要集中在早期，如US19820421472、US201213406926A、US20010973903A、JP特开平11-287216、DE 19926164A等，在2006年后的申请量处于减小的状态。
三、申请人国家分布
通过对检索的国外专利申请进行分析，得出国外轨道无损检测技术专利申请的主要申请人国别的分析结果如图所示。
从图可知，对于轨道无损检测技术的专利申请，国外申请人主要包括日本、美国、德国的专利申请，分别占总申请量的33%、26%、和18%。
四、主要技术分支和数量
通过对检索的331件国内外专利申请进行分析，得出国内轨道无损检测技术专利申请的主要技术分支的分析结果如图所示。
针对轨道无损检测的技术专利申请的研究，可主要分为三个技术分支：基于超声检测技术进行的轨道缺陷检测、基于电磁检测技术进行的轨道缺陷检测和基于涡流检测技术进行的轨道缺陷检测。分析得到三个主要的技术分支后，本文对检索得到的331篇国内外关于轨道无损检测技术的专利申请作了分类。
从图可知，利用基于超声检测技术的轨道缺陷检测实现轨道无损检测的技术研究起步较早，并且整体呈上升趋势。该项技术最早起源于19世纪的70年代，并且，逐年均有申请，而这些专利基本上均为国外申请，主要原因是国内知识产权保护意识起步较晚。基于电磁检测技术进行的轨道缺陷检测技术起步也相对较早，且其发展也逐步上升，但是其也呈稳步增长的趋势，但是基于电磁检测技术以及涡流检测技术的专利申请量均较少。基于涡流检测技术的轨道无损检测专利技术发展起步较晚，且其申请数量少于超声检测和电磁检测技术。
4. 1 超声检测
超声检测主要分为激光超声检测、电磁超声检测、超声导波检测和声发射检测[2、3]。检索到的最早的关于激光超声的申请为在1990年（SU4833119A），调制器产生幅度调制的脉冲激光，聚焦到待测物件上，信号由两个聚焦元件以及探测器探测，信号的延迟说明缺陷的存在并给出缺陷的坐标，首先介绍了可以采用激光激发出超声信号。在2000年日本申请的专利（JP2000087167A）中介绍了实现激光超声的具体方法，采用激光束对目标结构表面进行扫描，表面产生弹性波，干涉仪收集从样品表面反射的体现样品声光弹性特性的信号。基于干涉仪收集的信号结果，目标结构中的腐蚀缺陷即被评估出来。到2003年的美国申请的专利中（US20030449655A1）首次介绍了采用激光-空气混合超声技术（LAHU）探测轨道的表面缺陷，并实现远程控制。此后，国外专利的主要研究重点在于对检测信号的处理上（如US20060374344A1、EP5700600A等）。国内对于激光超声技术的研究起步较晚，且科研院校的专利申请居多，其中以哈尔滨工业大学占大多数，研究方向也主要集中在采集信号、信号处理及表征缺陷等方面，如CN2015105418935基于光声信号的轨道表面缺陷检測方法，脉冲激光逐点逐行扫描轨道表面的待测区域，激发待测区域产生光声信号，后用聚焦超声探头同步采集光声信号，计算机进行图像重建得光声图像，光声图像处理与分析。CN2015105418916获取待测轨道的表面待测区域的光学信号，并根据光学信号，确定轨道表面伤损的空间分布信息及表面伤损类型；获取轨道表面伤损所在位置区域的光声信号，并根据光声信号，确定轨道浅层伤损的空间分布信息及浅层伤损类型；获取轨道浅层伤损所在位置区域以及更深处的区域的超声回波信号，并根据超声回波信号，确定轨道深层伤损的空间分布信息及深层伤损类型；根据轨道表面、浅层及深层的伤损空间分布信息，融合光学、光声与超声的检测数据，对待测轨道进行三维重建。CN201510548850X应用于轨道探伤的光声弹性成像方法，脉冲激光经中灰密度镜、反射镜和聚焦镜后照射待测轨道上，产生含瑞利波和剪切波的光声信号；采集信号结合互相关算法、数据融合算法得轨道组织位移形变图。 检索到的最早的关于电磁超声的专利申请为1982年的德国申请（DE3218453A1）首次介绍了采用电磁超声换能器发射及接收超声表面波-瑞利波进行探伤。在2002年的美国专利申请中（US20010973903A1）首次介绍了采用电磁超声的探伤车，主要由电磁传感器、数据获取单元、供电系统组成，电磁传感器探测轨道的电磁信号，数据获取单元获取并处理由探测器接收的数据。在2005年俄罗斯专利申请中（RU2005140231C1）为了实现更加准确的检测，介绍了将两个电磁超声探头间隔距离布置并发射不同频率的信号，并采用两个电磁超声探头接收各个探头的信号。国内关于电磁超声对轨道进行探伤的专利申请开始于2007年，CN2007101768174介绍一种火车车轮表面自动电磁超声检测装置和方法，该装置由电磁超声换能器和电磁超声探伤仪等构成。此后几年，国内主要的研究方向主要集中在对换能器的结构设计上，如利用洛伦兹力机理的申请CN2014104417803介绍了一种基于洛伦兹力的电磁声表面波传感器，黄铜保护壳一端开口且设大、小腔室；钕铁硼永磁铁、阻抗匹配电路分别于黄铜保护壳大、小腔室内，聚酰亚胺垫片于钕铁硼永磁铁底部；双层回折线圈置于聚酰亚胺垫片和阻抗匹配电路底部；BNC接头设置在黄铜保护壳小腔室一侧；传感器还包括导线、塑料保护外壳。利用磁致伸缩机理的申请CN2013106815533介绍了一种用于铁轨底部缺陷检测的磁致伸缩扭转导波传感器，其左侧夹板、右侧夹板分别铰接在底部托板两侧，底部托板安在铁轨轨底下表面，左、右侧夹板分别安装在铁轨轨腰两侧，左、右侧夹板贴合在铁轨轨腰和轨底的上表面；左、右侧夹板和底部托板均包括第一支撑壳体和第二支撑壳体，第一、二支撑壳体之间装有沿铁轨方向间隔均布的四个梳状阵列；每个梳状阵列包括磁致伸缩材料层、激励线圈层和永磁体层，激励线圈层包裹在磁致伸缩材料层外围后覆盖有永磁体层，第二支撑壳体作为弹性波传递层位于梳状阵列和铁轨轨腰之间，左侧夹板和底部托板中的激励线圈层之间通过软质排线连接，右侧夹板和底部托板中的激励线圈层之间通过软质排线连接。
超声导波是超声波在波导介质中传播时，与介质的边界不断发生反射、折射以及纵横波的转换而产生的一种特殊的超声波。在波导介质中传播时，超声导波比超声体波传播的远，其传播过程可以覆盖整个波导介质的横截面，因此超声导波的检测效率比超声体波更高，更适合于长距离的无损检测，比如检测管道、轨道等。超声导波技术用于对轨道进行探伤最早的申请是在2000年的美国申请（US20000666752A1），其它国外的专利申请（US20060375083A1、JP2006250358A、GB102118A）介绍了几种超声导波无损检测的系统。国内的超声导波技术用于对轨道进行探伤最早的申请是在2011年，CN2011100218648介绍了一种长距离探测轨道轨底缺陷的超声导波装置，其计算机连接数据采集卡和任意波形发生器，数据采集卡连接检测信号放大器，任意波形发生器连接功率放大器，功率放大器连接转换开关，转换开关连接导波阵列探头和检测信号放大器。其它国内专利主要是关于如何对回波信号进行检测与分析，如CN2013104421359介绍了一种利用混沌振子系统识别轨道斜裂纹的超声导波方法，轨道的一侧端面激发70KHz频率超声导波信号，在距离激发端4mm处的接收端接收超声导波回波信号并记录超声导波在轨道中传播的时间位移曲线，利用混沌振子系统对超声导波回波信号进行检测与分析。
关于声发射技术用于轨道探伤最早出现在2001年GB13060A，此后各国对声发射技术进行了研究，各国的重点专利有DE102011101044A2、JP2004190716A、CN2015101788933。
4.2 电磁检测
电磁检测是建立在漏磁原理基础上的一种磁力探伤方法[4]。检索到的文献中，最早的采用电磁检测技术来对轨道探伤的是俄罗斯在1900年的申请RU94041725A。电磁探伤中对缺陷的顯示方法有多种，有用磁粉显示的，也有不用磁粉显示的。用磁粉显示的称为磁粉探伤，因它显示直观、操作简单，故是最常用的方法之一。RU2092831介绍了一种磁粉探伤技术用于探测大尺寸的工件。不用磁粉显示的，习惯上称为漏磁探伤，它常借助于感应线圈、磁敏管、霍尔元件等来反应缺陷，它比磁粉探伤更卫生，但不如前置直观。如CN2014106243242介绍了一种漏磁检测仪，该检测仪分离了主励磁单元和次励磁单元，降低了整体饱和磁化磁场的需求，满足对比较厚的待测样品进行饱和磁化的要求，同时降低了励磁单元的大小，并且通过实际测量得到的数据结构证实其效果，因此特别适用于高铁、地铁等轨道、石油管道以及重型装备的在线无损检测的漏磁检测仪。DE112009002074A5介绍了一种漏磁检测装置用于检测轨道等工件的损伤。
4.3涡流检测
涡流检测是由交流电流产生的交变磁场作用于待探伤的导电材料，感应出电涡流[5]。检索到的最早的关于涡流检测用于轨道探伤的专利是日本的1996年的专利（JP9953896A），之后涡流检测技术的专利申请主要集中在日本和中国。如日本专利JP 2010192952A介绍了一种涡流检测技术探测缺陷的方法，通过探头探测缺陷信号的矢量波形来进行缺陷的评估。国内关于涡流检测技术最早的是2009年长安大学的专利申请CN2009100229912，该申请介绍了一种用于轨道检测的便携式涡流探伤仪，包括为各用电单元进行供电的供电电源、对轨道损伤进行检测的表面放置式涡流传感器、为涡流传感器提供激励源的正弦函数发生器、对正弦函数发生器所产生的正弦波信号进行放大处理的信号放大电路一、对涡流传感器所检测的检测信号进行放大处理的信号放大电路二、与信号放大电路二相接的控制电路、由所述控制电路进行控制的报警单元和与信号放大电路二相接的显示器；所述涡流传感器由一个激励线圈和一个测量线圈组成。通过优化探伤仪的结构，以实现能有效解决轨道损伤探测问题。为了提高检测的灵敏度，CN2013102692479介绍了一种在役轨道踏面鱼鳞裂纹的涡流视频综合检测评估方法，基于涡流与视频检测原理，将涡流检测的速度快、检出灵敏度高的特点与视频检测的简单、直观、易于保存的特点结合在一起，将两种手段获取的鱼鳞裂纹进行图像特征及裂纹深度加权比较验证，实现对轨道踏面鱼鳞裂纹缺陷的涡流视频快速、自动综合检测评估，通过对轨道踏面的缺陷深度、开口形状及视频图像进行综合分析研究，定性分析缺陷信息，并判断缺陷可能对轨道造成的各种影响，提出相应可行的整改建议，从而实现对轨道在役运行状况的全面把握，提高在役轨道鱼鳞裂纹缺陷的检测效率和可靠性。其它国家的申请如DE102007003696A、RU2002118750。
五、总结
通过从多角度对轨道无损检测技术进行分析可见，目前该领域的专利申请在国外起步较早并趋于成熟，而在国内起步较晚，并呈现迎头赶上的态势。且国外该领域的研究主要集中在美国、日本、德国，国内该领域的研究主要由科研院校承担，企业相对来说来显薄弱。随着科学技术的发展，轨道无损检测的相关技术在应用的过程中不断完善，我国仍需向国外吸取经验，以期在该领域得到良好的发展。
参考文献：
[1]王雪梅，倪文波，王平. 高速铁路轨道无损探伤技术的研究现状和发展趋势[J].无损检测，2013，35（2）：10-17.
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作者简介：
顾小勇，国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心