基于電磁超聲的鋼軌缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、鋼軌在長期運(yùn)行過程中難免出現(xiàn)各種損傷，嚴(yán)重威脅行車安全。目前，常用的漏磁、脈沖渦流、交流電磁場(chǎng)檢測(cè)等方法僅能對(duì)鋼軌踏面缺陷進(jìn)行檢測(cè)；壓電超聲雖然能有效檢出鋼軌內(nèi)部缺陷，但是需要使用耦合劑，存在表面盲區(qū)。而電磁超聲換能器無需耦合劑，能夠方便激發(fā)各種類型的超聲波，對(duì)鋼軌踏面和內(nèi)部缺陷均能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效率高、速度快。因此，基于電磁超聲的鋼軌缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文在深入研究國內(nèi)外鋼軌缺陷檢測(cè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)

2、上，針對(duì)課題指標(biāo)要求，提出了多探頭電磁超聲鋼軌缺陷檢測(cè)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼軌的全面檢測(cè)。
　　設(shè)計(jì)了基于上位機(jī)的電磁超聲實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。改進(jìn)了電磁超聲發(fā)射接收裝置，有效解決了電源和干擾問題，能夠成功發(fā)射和接收各種類型的超聲波；基于USB的8路數(shù)據(jù)采集電路的實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)8路電磁超聲回波信號(hào)進(jìn)行同時(shí)采集，為多探頭鋼軌缺陷檢測(cè)提供條件；基于LabWindows CVI的上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，能夠靈活改變探頭頻率、周波數(shù)等，方便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究數(shù)字信號(hào)處

3、理算法。
　　設(shè)計(jì)了應(yīng)用于電磁超聲鋼軌缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理算法。采用4次累積平均對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，以提高電磁超聲回波信號(hào)的穩(wěn)定性；對(duì)比FIR和IIR濾波器的運(yùn)算量，采用IIR橢圓濾波器作為基本濾波單元；設(shè)計(jì)的互相關(guān)同步檢波、自相關(guān)、小波消噪算法均能有效提取出電磁超聲缺陷回波信號(hào)，通過對(duì)比3者的處理性能和運(yùn)算量，選擇了自相關(guān)的數(shù)字信號(hào)處理方法。
　　設(shè)計(jì)了電磁超聲鋼軌缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，能夠保證檢測(cè)系統(tǒng)在鋼軌上