基于光聲信號的高鐵鋼軌表面缺陷檢測方法研究.pdf

1、鐵路作為我們國家經(jīng)濟的大動脈，在我們的生活中起著至關(guān)重要的作用，近年來隨著高速列車運行速度的提高，人們也越來越重視高速列車的運行安全問題。在歷年來發(fā)生的鐵路重大交通事故中，很多是由于傷損導致鋼軌斷裂最終使列車脫軌引起的，因此對于鋼軌傷損的無損檢測方法的研究就變得十分的重要。目前主要采用基于超聲信號的檢測方法對鋼軌傷損進行檢測，超聲檢測具有準確度高、操作簡單對表面無損的特點，但對于表面或者近表面的微裂紋檢測效果不佳甚至無法進行檢測。為了解

2、決這一問題，本文提出了一種基于光聲信號的高鐵鋼軌表面缺陷的無損檢測方法。
　　該技術(shù)通過檢測激光產(chǎn)生的超聲信號來反映組織或試件的光能量吸收差異，因此該技術(shù)很好的利用了光學信號的高分辨率的特點，對于微小裂紋檢測靈敏度較高，而且通過采集到的光聲信號可以對初始的光吸收分布進行重建，從而可以從圖像上清楚的查看到鋼軌表面結(jié)構(gòu)差異，提高了鋼軌傷損檢測的準確度。以下是本文的主要研究內(nèi)容：
　　本文首先從鋼軌表面缺陷建模開始，通過COMSO

3、L有限元分析軟件建立鋼軌模型并獲得激光照射下的初始聲場，然后使用K-wave光聲仿真工具箱模擬鋼軌模型中的光聲信號傳播情況并獲得了不同表面?zhèn)麚p情況下及不同位置處的鋼軌光聲信號。
　　然后根據(jù)仿真得到的光聲信號通過時間反演的方法對鋼軌表面進行光聲重建得到相應(yīng)的光聲圖像，并分析了重建圖像的精度及傳感器參數(shù)對于最后重建結(jié)果的影響；接著使用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解方法對原始光聲信號進行分解，之后分別從時域和頻域范圍內(nèi)提取包含傷損信息的特征參數(shù)，形成了