P R A C E N A U K O W E P O L I T E C H N I K I W A R S Z A W S K I E J
z. 104 Transport 2014
Piotr Lesiak, Marek Wlazo
Uniwersytet Technologiczno – Humanistyczny w Radomiu, Wydzia Transportu i Elektrotechniki
BADANIA
WAD
HEAD
CHECKING
W
SZYNACH
KOLEJOWYCH
METOD*
OPTYCZN*
Rkopis dostarczono: luty 2014
Streszczenie: W artykule przedstawiono wyniki precyzyjnych pomiarów próbek szyn z wadami head
checking (HC) optyczn metod interferometrii CCI (ang. Coherence Correlation Interferometry). Zaprezentowano obiekt bada& i uzasadniono potrzeb jego pomiarów. Omówiono zasad pomiaru i parametry systemu badawczego opartego na profilometrze Talysurf CCI Lite firmy Taylor-Hobson. Dokonano pomiarów geometrycznych wycinków szyn z wadami HC o róDnych parametrach oraz za-rejestrowano ich obrazy 2D i 3D na tle tekstury powierzchni tocznej szyny. Wzbogacono wiedz z otoczenia tych wad, wyznaczajc miary podobie&stwa ich obrazów z obrazami wzorców wad.
Sowa kluczowe: szyny kolejowe, wady head checking, pomiar optyczny, obrazy
1. WSTP
Wada head checking (HC) jest dominujc wad z grupy wad kontaktowo-naprDenio-wych (ang. Rolling Contact Fatigue – RCF). Wada ta powstaje w wyniku zmczenia mate-ria u powierzchni tocznej szyny, w miejscach wspó pracy ko o-szyna, gdzie szyna podda-wana jest cyklicznemu obciDeniu poprzez przejeDdDajcy tabor. W pierwszej fazie po-wstawania wady HC pojawiaj si naprDenia podpowierzchniowe, z czasem powodujc powstanie mikropkni;. Zwykle jest to cig mikroszczelin zlokalizowanych blisko siebie, najcz:ciej usytuowanych prawie równolegle w pobliDu wewntrznej krawdzi po-wierzchni tocznej g ówki szyny. Te mikroszczeliny zwykle o d ugo:ci 10-15 mm, nachy-lone s pod ktem kilkunastu stopni do wzd uDnej osi szyny. Ich g boko:; mie:ci si w zakresie - od cz:ci mm do kilku mm, liczc od powierzchni tocznej g ówki szyny (p aszczyzny obserwacji). Z czasem rozwijaj si w g b szyny, i po osigniciu krytycz-nych rozmiarów, doprowadzaj do jej z amania 17, 18, 19.
W por niewykryte wady head checking mog stanowi; duDe zagroDenie bezpiecze&-stwa ruchu pojazdów szynowych. Znane s na PKP liczne przypadki wykolejenia poci-gów i powaDnych wypadków, których przyczyny stanowi y te wady.
Dlatego istotnym problemem diagnostyki jest dok adny ich pomiar, wraz z analiz ob-razów, której rezultaty mog ujawni; istotne informacje o zagroDeniach. Stosowana przez PKP PLK S.A. metoda ultrad@wikowa, ze wzgldu na swoje w a:ciwo:ci fizyczne,
przekazuje tylko orientacyjn wiedz i wskazuje na istnienie takich uszkodze& 11. Ponadto wykorzystuje si do diagnostyki wad HC metod prdów wirowych, stosowan szczegól-nie w procesie przygotowa& do szlifowania szyn. TakDe tutaj szczegól-nie moDna mówi; o precy-zyjnym pomiarze g boko:ci wad, gdyD g boko:; wnikania prdów wirowych do stali szynowej, przy standardowych czstotliwo:ciach propagacji fali elektromagnetycznej, za-leDy równieD od zmieniajcych si w a:ciwo:ci magnetycznych i elektrycznych stali szy-nowej, naprDenia podpowierzchniowego i wynosi z regu y u amek milimetra. Std otrzy-muje si jedynie informacj pogldow, a w konsekwencji decyzj o szlifowaniu lub za-niechaniu tej czynno:ci obs ugowej, co nie zawsze moDe by; zgodne z faktyczn potrzeb.
Alternatyw diagnostyki wad powierzchniowych, stanowi teD klasyczna metoda wi-zyjna, jednak trudno tu mówi; o dok adnym pomiarze tych wad 4.
Dlatego teD autorzy podjli si bada& laboratoryjnych próbek szyn z wadami HC meto-d optyczn, opart na opatentowanym algorytmie pomiaru czasu opó@nienia midzy inter-ferujcymi falami w róDnych punktach badanej powierzchni CCI (ang. Coherence Correlation Interferometry) 6. Metod t cechuje bardzo duDa dok adno:; pomiaru, rzdu nanometrów. Analizie poddano teD obrazy uzyskane z bada& w otoczeniu wad. Dotychczas takie badania nie by y prowadzone dla potrzeb PKP.
My:l, jaka przy:wieca a podjtej pracy, to zachta do wykonywania kontroli próbek szyn wyjtych z toru z wykrytymi wadami HC, metod CCI. Dostarczy to dodatkowych informacji o tych wadach, na odcinkach szyn przewidzianych do szlifowania lub wymiany i na tej podstawie dokonanie weryfikacji podjtych decyzji obs ugowych.
2.
SYSTEM
BADAWCZY
Badania próbki szyny z wadami HC, przeprowadzone zosta y profilometrem Talysurf CCI Lite 21, przeznaczonym do uDytku laboratoryjnego (rys. 1). Jest to jeden z najnowo-cze:niejszych przyrzdów do wykonywania bezkontaktowych, trójwymiarowych pomia-rów metrologicznych metod optyczn. Wykorzystano tu :wiat o LED. Metoda zapewnia uzyskanie zarówno wysokiej rozdzielczo:ci, jak i duDej czu o:ci na :wiat o odbite.
Pomiar powierzchni stosowany w metodzie CCI, polega na analizie czasu opó@nienia Wሺݔǡ ݕሻmidzy interferujcymi falami w róDnych punktach badanej powierzchni. Wspó rzdne te zmieniaj si w trakcie procesu skanowania. MoDliwe jest dla kaDdego punktu badanej powierzchni okre:lenie po oDenia ݖ ൌ ݖ, co odpowiada Wൌ Ͳ. W wyniku takiego pomiaru otrzymuje si funkcj dyskretn ݖ ൌ ݖሺݔǡ ݕሻǡ opisujc zbiór punktów. KaDdy punkt okre:lany jest przez trzy wspó rzdne ݔǡ ݕǡ ݖǡ a ich zbiór odpowiada kszta towi powierzchni badanej.
Czas opó@nieniaWjest funkcj opisan zaleDno:ci 9: ߬ ൌଶሺ௭ି௭బሻ
(1)
gdzie: ݖ po oDenie skanera, ݖ po oDenie skanera w sytuacji, gdzie droga przebyta przez fal odbit od powierzchni referencyjnej jest równa drodze odbytej przez fal odbit od powierzchni badanej, ܿ prdko:; :wiat a.
Badania wad head checking w szynach kolejowych metod optyczn 35
W rezultacie otrzymuje si obraz struktury powierzchni z bardzo wysok rozdzielczo-:ci pomiaru (rozdzielczo:; pionowa w osi Z dochodzi do 0,01 nm). Dziki zaawansowa-nej technologicznie g owicy pomiarowej wyposaDozaawansowa-nej w matryc 3D o rozdzielczo:ci 1 miliona pikseli, moDliwe jest bardzo dok adne i szybkie wykonywanie obserwacji struk-tur powierzchniowych w skali Nano. Pole powierzchni mierzone jest w formacie kwadra-towym z równym rastrem w obu osiach, a ponadto system dokonuje sklejania pojedyn-czych pomiarów we wszystkich 3 osiach. MoDliwe jest zmierzenie pola o wymiarach 0,33 x 0,33 mm lub nawet 0,66 x 0,66 mm dla systemu z matryc 4 mln pikseli.
a) b) c)
Rys. 1. Widok bada& próbki szyny z wadami HC profilometrem Talysurf CCI Lite: a) widok ogólny aparatury, b) monitor z oknem pomiarowym, c) g owica profilometru podczas bada&
Cechy powierzchniowe okre:lone przez :rednic, pole lub objto:;, mog by; automa-tycznie identyfikowane, mierzone i sortowane. Zalet teD jest duDa szybko:; skanowania w osi ܼ - do 41 Pm/sek.
System wyposaDono w podstawowe automatyczne funkcje ogniskowania, ustawiania zakresu pomiaru, cig o:ci pomiarów, czy teD pomiaru kszta tu powierzchni.
UDyty do bada& profilometr jest niewraDliwy na rodzaj badanego materia u, bowiem przyrzd przeznaczono do pomiarów powierzchni o reflektancji od 0,3 do 100%. MoDna przyj;, De profilometr mierzy zatem zarówno struktur powierzchni g adkich (w tym stali) jak i idealnie chropowatych (lambertowskich).
Wszelkie parametry metrologiczne systemu reguluje tu norma ISO 25178 5, okre:lajca pierwszy midzynarodowy standard uwzgldniajcy specyfikacj bezstykowego pomiaru 3D tekstury powierzchni. W szczególno:ci norma definiuje parametry chropowato:ci po-wierzchni, opisuje obowizujce technologie pomiarowe, wraz z fizycznymi standardami kalibracji.
System wyznacza siedem parametrów amplitudowych w obszarze pobierania próbek badanej powierzchni ݖሺݔǡ ݕሻ, zdefiniowanych matematycznie i opisanych w pracach 1, 5, 6, 9, 10, 16, 20: warto:ci skuteczn wysoko:ci, :redni arytmetyczn bezwzgldnej
soko:ci, sko:no:ci rozk adu wysoko:ci, kurtoz dystrybucji wysoko:ci, maksymaln wy-soko:ci szczytów, maksymaln wywy-soko:ci wg bienia (doliny) i maksymaln wysoko-:ci powierzchni.
Ponadto okre:lane s parametry odleg o:ci, opisujce przestrzenne w a:ciwo:ci po-wierzchni, jak: autokorelacja gsto:ci szczytów tekstury cz:ci obrazu w stosunku do jego ca o:ci, wspó czynnik kszta tu powierzchni tekstury i jej kierunku.
W razie potrzeby wyznaczane s teD parametry hybrydowe uwzgldniajce oba parame-try amplitudy i informacji przestrzennej. Okre:laj one numerycznie w a:ciwo:ci topogra-ficzne, takie jak gradient odchylenia standardowego powierzchni, :redni i gsto:; szczy-tów krzywizny tekstury oraz procent powierzchni tekstury w porównaniu do idealnej p aszczyzny.Parametry te maj szczególne znaczenie w zagadnieniach kontaktów mecha-nicznych powierzchni, jednak ich opis jest skomplikowany matematycznie. Nie naleDy si spodziewa; zbyt duDej ich uDyteczno:ci przy charakteryzowaniu g adkich powierzchni, jakimi s bez wtpienia prawid owo utrzymane powierzchnie toczne szyn kolejowych.
System wyposaDono w aplikacje filtracji powierzchni. Pozwalaj one na ekstrakcj róD-nych elementów przestrzenróD-nych, takich jak profil, chropowato:;, falisto:; i wady po-wierzchni, co jest niezwykle przydatne w badaniach szyn. MoDe ona wystpowa; zarówno w dziedzinie czstotliwo:ci przestrzennej jak i w dziedzinie przestrzeni, morfologii oraz filtrów falkowych 3, 12. Autorzy nie majc dostpu do tych aplikacji, wykorzystali w asne opracowania przygotowane w programie MATLAB, uzyskujc obrazy o rozdzielczo:ci jedynie 400x400 pikseli i 256 kolorów 12.
Interesujcym problemem jest teD segmentacja obszarów tekstury. Zaleca si do tego celu tzw. metod wododzia ow (ang. watershed segmentation). Proces segmentacji jest toDsamy z zalewaniem wod coraz wyDej po oDonych obszarów 2. Jednak w przypadku ekstrakcji wad HC z obszaru tekstury, utworzonej na powierzchni tocznej szyn, naleDy poszukiwa; tradycyjnych metod progowania.
3. BADANIA EKSPERYMENTALNE
Badania przeprowadzono na wadach rzeczywistych HC, profilometrem w laboratorium Uniwersytetu Technologiczno-Humanistycznego im. Kazimierza Pu askiego w Radomiu, co przedstawiono w wymiarze 3D na rys. 2. Do analiz wybrano dwie bardzo cienkie wady HC o znaczco zróDnicowanej zmierzonej maksymalnej g boko:ci pknicia (wysoko:ci wg bienia - doliny).
Niewielkie rejestrowane powierzchnie (pojedyncze mm2), wynika y z parametrów tech-nicznych g owicy profilometru. Widoczne na rys. 2 wyra@nie róDnice poziomów po-wierzchni, stanowi cechy charakterystyczne pozwalajce odpowiednio wad sklasyfiko-wa; wed ug kryterium czasu, czyli wieku wady. Im bardziej ona „zachodzi” tym jest star-sza. NaleDy zaznaczy;, De termin „zachodzi” jest czysto pogldowym, bowiem wady HC czsto rozwijaj si w g b pod ktem ostrym do powierzchni, sprawiajc wraDenie wzajemnego zachodzenia na siebie. Wówczas optyczny pomiar jej g boko:ci, jest nie-moDliwy.
Badania wad head checking w szynach kolejowych metod optyczn 37
a)
b)
Rys. 2. Obrazy 3D powierzchni tocznej g ówki szyny z fragmentami wad HC w zakresie maksymalnej g boko:ci pknicia: a) 130 ÑPm, b) 40 Pm
Niewielkie rejestrowane powierzchnie (pojedyncze mm2), wynika y z parametrów tech-nicznych g owicy profilometru. Widoczne na rys. 2 wyra@nie róDnice poziomów po-wierzchni, stanowi cechy charakterystyczne pozwalajce odpowiednio wad sklasyfiko-wa; wed ug kryterium czasu, czyli wieku wady. Im bardziej ona „zachodzi” tym jest star-sza. NaleDy zaznaczy;, De termin „zachodzi” jest czysto pogldowym, bowiem wady HC czsto rozwijaj si w g b pod ktem ostrym do powierzchni, sprawiajc wraDenie wza-jemnego zachodzenia na siebie. Wówczas optyczny pomiar jej g boko:ci, jest niemoDli-wy.
Wiek wady teD nie jest okre:leniem precyzyjnym, bowiem z uwagi na charakter kontak-towo-naprDeniowy wady, starzenie si moDna przyspieszy; m.in. poprzez wzrost ilo:ci przejazdów pojazdów szynowych lub zwikszenie si y nacisku ko a na szyn. Znaczenie ma tutaj powierzchnia styku ko a z szyn. Szczególnie niekorzystny jest styk wski (ang. narrow contact), gdyD sprzyja szybszemu starzeniu i tworzeniu si nowych wad HC.
Gdy wada rozwija si w g b g ówki szyny prostopadle do jej powierzchni, ocena wady jest atwiejsza, cho; w naturalnych warunkach do szczelin dostaj si wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia, co powoduje, De mierzona g boko:; wady metod optyczn CCI, jest w wikszo:ci przypadków znacznie mniejsza, niD jej warto:; rzeczywista, rys. 3.
a)
b)
Rys. 3. Przebieg wysoko:ci wg bienia (doliny) w obszarze przekroju wad HC dla próbek z rys. 2, w zakresie: a) 130Pm, b) 40 Pm
4. ANALIZA OBRAZÓW WAD
Analiza obrazów 2D dotyczy dwóch przyk adowych wad HC z rys. 2, na tle tekstury powierzchni tocznej g ówki szyny (rys. 4a i c) oraz jej wkls o:ci. W celu dalszych prze-kszta ce& obrazów otoczenia wad HC, utworzono ich wzorce pozbawione tekstury (rys. 4b i d), wykorzystujc algorytmy przedstawione w monografii wspó autora 12. Autorzy sdz, De bezpo:rednie otoczenie wady, moDe by; @ród em informacji o jej rozwoju, dlate-go podjto si jedlate-go analizy. G bsze podej:cie do tedlate-go problemu, wymaga oby weryfikacji obszaru wady korzystajc np. z bada& radiograficznych - metody tomografii komputerowej (ang. CT- Computed Tomography) 12.
Badania wad head checking w szynach kolejowych metod optyczn 39
a) b)
c) d)
Rys.4. Obrazy 2D powierzchni tocznej szyny w otoczeniu wad HC: a) i c) oryginalne z rys. 2, b) i d) po filtracji tekstury powierzchni (obrazy wzorców)
Podstawowa zasada oceny wad w szynach kolejowych poddawanych badaniom defek-toskopowym, polega na porównaniu zmierzonych parametrów wad z ich wzorcami. Naj-cz:ciej stosowanymi parametrami s wymiary geometryczne wady jak pole lub d ugo:;, zgodnie z obowizujcymi normami. Przekroczenie krytycznych warto:ci prowadzi do okre:lonej decyzji diagnostycznej 11.
Taka metoda oceny ma istotne mankamenty, gdyD w przypadku zobrazowania 2D (jak przedstawiono w artykule), pomija si lokalne róDnice obrazu cyfrowego wady, przyjmujc u:rednione warto:ci z jej obszaru. MoDe to doprowadzi; do b dnych interpretacji uszko-dzenia, gdyD wady o róDnym kszta cie geometrycznym i róDnym rozk adzie jasno:ci pik-seli, mog dawa; podobne oceny.
ToteD do oceny obszarów wad HC, widocznych z powierzchni tocznej szyny, zapropo-nowano tzw. miary podobie&stwa, zdefiniowane, jako funkcje odleg o:ci lub blisko:ci. Porównuj one obrazy, jako macierze pikseli jasno:ci.
Niech obraz wady HC szyny w m n i jej wzorca ( , ) w m n
,
, dla m = 1,2,…M oraz n = 1,2,…N zostanie przedstawiony w postaci R = M N - elementowych wektorów, to zna-czy: w = [w1, w2, …, wR]T oraz
>
@
T
1 2 R
= w ,w , ... w
w , gdzie T - oznacza znak transpozycji
wektora. Wówczas funkcja podobie&stwa moDe przybiera; posta; funkcji odleg o:ci )
D(w, w lub funkcji blisko:ci B(w, w . Pomidzy tymi funkcjami istnieje zaleDno:;, )
) = 1 / )
D(w, w B(w, w , dla B(w, w)z0.
Popularn odleg o:ci (metryk) midzy dwoma obiektami - obrazem wady i obra-zem jej wzorca w , jest znormalizowana odleg o:; Euklidesa 7, 8:
ܦா௨ሺܟǡ ܟሻ ൌ
¦
¦
R r r r R r r w~ w w~ 1 2 1 2 1 (2) Zalet jej jest m.in. niewraDliwo:; odleg o:ci pomidzy dwoma dowolnymi obrazami wad na dodanie do zbioru nowych danych, które mog by; odstajce.
Do okre:lenia miar blisko:ci obrazów wad wykorzystano teD funkcj korelacyjn: BCሺw,wሻ= wTw
ԡwԡԡwԡ (3)
gdzie: ԡwԡ oznacza modu wektora w (obrazu), i funkcj Tanimoto:
BTaሺw, wሻ= wTw
wTw+wTw -wTw (4) W szczególnym, uproszczonym przypadku, gdy obrazy s binarne, funkcje podobie&-stwa maj posta; odpowiedniej funkcji logicznej.
Korzystajc z aplikacji wspó autora, przedstawionej w monografii 12, wyznaczono to:ci opisane wzorami (2), (3) i (4) dla obrazów z otoczenia wad HC. Przyjmuj one war-to:ci, przedstawione w tabeli 1.
Tabela 1
Miary podobieQstwa obrazów z otoczenia wad head checking Obrazy z rysunku 4 DEu BC BTa
4a i b 0,26 0,93 0,96
4c i d 0,37 0,86 0,93
4a i b po zbinaryzowaniu 0,21 0,95 0,98 4c i d po zbinaryzowaniu 0,23 0,95 0,97
Podobie&stwo midzy obrazami otoczenia wad HC i ich wzorca (rys.5a i c), okre:la ko-lor czarny t a (zerowy poziom amplitudy). RóDne barwy (odcienie szaro:ci) :wiadcz o róDnicach amplitud obydwu obrazów. ZauwaDalne s tu niedoskona o:ci utworzenia wzor-ców wad, spowodowane zmianami w poziomach amplitud podczas procesu filtracji tekstu-ry (tekstu-rys. 4b i d), d ugofalowe nierówno:ci oraz ma a rozdzielczo:; obrazów w wykorzysty-wanej aplikacji. Po zbinaryzowaniu, kolor bia y na rys. 5b i d, wyznacza piksele róDnic, tekstur powierzchni tocznej szyny i zmiany zarysu wad HC. Wówczas miary podobie&-stwa na tak niewielkiej powierzchni badanej szyny, maj zbliDone warto:ci (tab.1).
Badania wad head checking w szynach kolejowych metod optyczn 41
a) b) c) d)
Rys. 5. RóDnice obrazów otoczenia wad HC (z tekstur i wzorca): a) z rys.4a i b w skali szaro:ci, b) po binaryzacji z progiem 22, obrazów z rys.4a i b, c) jak a) z rys. 4c i d, d) jak b) z rys. 4c i d
5. WNIOSKI
Przedstawione w artykule badania stanowi innowacyjn prób wykorzystania precy-zyjnych optycznych pomiarów geometrii wad powierzchniowych szyn kolejowych typu HC. Uzyskane dok adno:ci s nieosigane innymi, dotychczas stosowanymi metodami. PilotaDowe badania zrealizowano w celu zainteresowania PKP PLK S.A. moDliwo:ciami ich wykorzystania w laboratoryjnej diagnostyce szyn. Ponadto maj pos uDy; do weryfika-cji metody skaterometrii laserowej, która stanowi szczególny obiekt zainteresowa& auto-rów, ze wzgldu na perspektyw eksploatacyjnych zastosowa& na szlaku kolejowym 13, 14, 15.
W nastpnej fazie bada& autorzy zamierzaj rozszerzy; powierzchnie badanych obsza-rów szyny, dokonujc „sklejania” poszczególnych odcinków wad HC, uzupe nienia pomia-rów o próbki z innymi wadami zaliczanymi do kategorii kontaktowo – naprDeniowych a takDe wybuksowa& oraz falistego zuDycia powierzchni tocznych szyn, przy zróDnicowa-nych poziomach tekstury powierzchni tocznej szyny.
Zdecydowanego pog bienia wymaga analiza uzyskanych obrazów wad w kontek:cie oceny i klasyfikacji uszkodze& oraz prognoz obs ugowych toru. Autorzy spróbuj dokona; ekstrakcji takich cech tych obrazów, które rozwiD przedstawione problemy.
Bibliografia
1. Barman S.: Performance Verification of High Precision Optical 3D Surface Profiler through Error Measurement. AdMet 2012 Paper No. SM 001.
2. Beucher S.: The watershed transformation applied to image segmentation. Conference on Signal and Image Processing in Microscopy and Microanalysis, September 1991, pp. 299-314.
3. Blateyron F.: New 3D parameters end filtration techniques for surface metrology. Copyright F. Blateyron, 2006.
4. Bojarczak P., Wizyjna diagnostyka toru kolejowego. Monografia, Wyd. ITE – PIB Radom, Radom 2013.
5. ISO 25178 (2010), (2012) Geometrical product speciÕcation (GPS)-surface texture. International Organ-ization for StandardOrgan-ization.
6. Kap onek W., ¸ukianowicz: Cz.: Use of Coherence Correlation Interferometry for Measurements of Surface Topography. Przegld Elektrotechniczny, 10/2010; 86(10), pp. 43-46.
7. Koronacki J., Öwik J.: Statystyczne systemy uczce si. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, War-szawa 2008.
8. Krzy:ko M., Wo y&ski W., Górecki T., Skorzybut M.: Systemy uczce si. WNT, Warszawa 2008. 9. Leach R., Brown L., Jiang X., Blunt R., Conroy M., Mauger D.: Measurement Good Practice Guide No.
108. Guide to the Measurement of Smooth Surface Topography using Coherence Scanning Interferometry. © Crown Copyright 2008.
10. Leach R. (ed.): Characterisation of Areal Surface Texture. Chapter 2, Blateyron F.: The Areal Field Parameters, pp.15-43. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013.
11. Lesiak P.: Mobilna diagnostyka szyn w torze kolejowym. Monografia nr 116, Wyd. Politechniki Radom-skiej, Radom 2008.
12. Lesiak P., Bojarczak P.: Przetwarzanie i analiza obrazów w wybranych badaniach defektoskopowych. Monograficzna seria wydawnicza Biblioteka Problemów Eksploatacji, ITE Radom 2012.
13. Lesiak P., Wlaz o M.: Model optyczny skaterometrii laserowej wzorców wad powierzchniowych szyn kolejowych. Autobusy, Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, nr 3/2013, s.1655 - 1664 (p yta CD).
14. Lesiak P., Wlaz o M.: Badania i analiza Fouriera sygna ów wad head checking w skaterometrii laserowej szyn. Technika Transportu Szynowego, 10/2013, s.2605 -2615 (p yta CD).
15. Lesiak P., Szumiata T., Wlaz o M.: Laser scatterometry for detection of squat defects in railway rails. The Archives of Transport (z oDono w redakcji).
16. Pardon I. (ed): Recent Interferometry Applications in Topography and Astronomy. Chapter 1. Coherence Correlation Interferometry in Surface Topography Measurements by Wojciech Kap onek and Czes aw ¸ukianowicz. Publisher: InTech, Chapters published March 21, 2012.
17. Rolling Contact Fatigue in Rails; a Guide to Current Understanding and Practice, Railtrack PLC Guide-lines: RT/PWG/001, Issue 1, 2001.(13)
18. Rail Defects Handbook. Engineering Practices Manual. Australian Rail Track Corporation, March 2006 (14).
19. Research Programme Engineering. Management and Understanding of Rolling Contact Fatigue. WP1: Mechanisms of Crack Initiation. WP2: Crack Growth. Literature Survey. Rail Safety and Standards Board, © Copyright 2006.
20. Sucha&ska M., M. Makrenek M, Âwiderski J.: Using the Coherence Correlation Interferometry (CCI) Technique for Study Topography of the C-Ni Films Deposited on Porous Silicon. IEEE, Semiconductor Conference (CAS), 2010 International (Volume: 02) pp. 367 – 370.
21. Taylor Hobson. Internet http://www.taylor-hobson.com.
DETECTION OF HEAD CHECKING FLAWS IN RAILWAY RAILS USING AN OPTICAL METHOD
Summary: The paper presents measurement results of head checking flaws occurring in the railway rail. The measurement was carried out by Coherence Correlation Interferometry (CCI). Research object and justification for measurement of its parameters were presented. The principle of operation and parameters for Talysurf CCI Lite Taylor-Hobson surface topography measuring device were given. The measurements of head checking flaws of different parameters and their 2D and 3D images were also presented. Calculation of similarity measure among head checking flaws and their patterns allowed for an enrichment of the research.