基于超聲波技術(shù)的動(dòng)車組線路連接器侵水量檢測(cè)研究.pdf

1、動(dòng)車組列車底部多個(gè)傳感器的線路連接器由于各種原因有水汽侵入，水汽在連接器內(nèi)積少成多，水位到達(dá)一臨界值會(huì)造成線路短路，進(jìn)而影響到列車行車安全。因此對(duì)連接器內(nèi)水位狀態(tài)的檢測(cè)至關(guān)重要。本論文采用超聲檢測(cè)的方法進(jìn)行研究。超聲檢測(cè)方法具有靈敏度高、檢測(cè)速度快、檢測(cè)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，可以快捷、方便地檢測(cè)出連接器內(nèi)水位狀態(tài)，以指導(dǎo)檢修工人排水作業(yè)，減輕工人工作量，提高連接器使用壽命。本文研究的具體工作如下:
　　首先，基于連接器實(shí)體結(jié)構(gòu)和工況，選擇

2、脈沖反射法進(jìn)行研究。基于聲波在固體和液體中的傳播理論，推導(dǎo)出超聲在連接器與水（空氣）界面的聲壓反射系數(shù)，得出超聲在不同界面反射回波能量具有顯著差異，從而選出超聲波能量作為超聲檢測(cè)的參考值。
　　其次，建立了連接器有限元模型，對(duì)連接器滿水位、半水位、無水三種狀態(tài)分別進(jìn)行仿真，獲得其回波波形，計(jì)算出回波信號(hào)能量值，比較不同狀態(tài)回波信號(hào)能量的區(qū)別，驗(yàn)證了理論計(jì)算的正確性。并對(duì)有限元模型施加不同超聲頻率，比較不同頻率下回波波形特點(diǎn)，選出適

3、合連接器的超聲檢測(cè)頻率。
　　然后，通過高斯聲束模型，推導(dǎo)出圓形探頭聲場(chǎng)在固體中分布的表達(dá)式，基于MATLAB編程，計(jì)算不同頻率、不同直徑超聲探頭的聲場(chǎng)分布，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了可視化處理，總結(jié)出探頭激發(fā)頻率和直徑對(duì)聲束指向性、近場(chǎng)長度的影響規(guī)律。根據(jù)仿真結(jié)果以及連接器的尺寸選擇合適的超聲探頭直徑，為下一步檢測(cè)試驗(yàn)的傳感器選型提供了理論依據(jù)。
　　最后，設(shè)計(jì)滿水位、3/4水位、半水位、1/4水位、無水狀態(tài)檢測(cè)試驗(yàn)，運(yùn)用pock