Использование эффекта поляризации света при диагностике железнодорожных рельсов

Разработка новых методов технической диагностики состояния железнодорожных путей, в том числе с использованием дистанционно-пилотируемых летательных аппаратов, является насущной необходимостью при решении проблемы повышения безопасности железнодорожного движения.

В проекте предлагается использовать эффект поляризации электромагнитной волны при ее отражении от металлической поверхности головки рельса. Дневной свет, который не является поляризованным по своей природе, частично поляризуется после отражения от поверхности раздела воздух-металл. Степень поляризации отраженного света зависит от угла падения и оптических свойств отражающей поверхности. Последующая обработка изображений, полученных через поляризационный фильтр с вращающейся осью пропускания, позволяет выявить дефекты поверхности головки рельса, которые не видны или слабо наблюдаются в неполяризованном естественном свете. Предварительные эксперименты показали, что обработка поляризованных снимков позволяет выявить такие дефекты поверхности головки рельса, как вмятины, трещины и сколы. При этом контраст этих дефектов на изображениях, полученных в поляризованном свете, значительно выше, чем аналогичных изображений, зарегистрированных при естественном излучении.

При некоторых углах наблюдения, изображения, полученные в поляризованном свете, позволяют выявить деформацию внутренней структуры приповерхностного слоя головки рельса, возникшей в результате ударов колес железнодорожных вагонов при их "подпрыгивании" (галопировании) на неровностях рельсового пути. Такие деформации могут служить предвестником появления трещин в рельсе, что может привести к последующей аварии железнодорожного состава.

Публикации:
С.И. Ивашов, В.В. Разевиг, Б.А. Левин, А.С. Бугаев, В.Б. Воробьев, Б.Л. Недорчук, Бесконтактная диагностика рельсов: эффект поляризации отраженного света, Мир транспорта, 2012, № 3. стр. 82-88. ISSN 1992-3252.
(PDF, 1.25 Mb)

Патенты:
Ивашов Сергей Иванович, Разевиг Владимир Всеволодович, Лёвин Борис Алексеевич, Бугаев Александр Степанович, Воробьев Владимир Борисович, Недорчук Борис Лаврентьевич, Способ оптического определения неровностей и дефектов рельсового пути, Заявка на патент РФ, рег. №2012103268 от 01.02.2012.