鋼軌探傷小車超聲波檢測系統

鋼軌探傷小車發展

鋼軌探傷對于保證鐵路運行安全起著重要的作用，早年我國鋼軌探傷小車超聲檢測系統多為進口，有著維護升級困難、數據傳輸與處理能力及傷損識別能力不足等問題,在近幾年我國開展超聲檢測系統的自主化研究，在鋼軌超聲波探傷的硬件設計、輔助系統設計、數據處理技術及傷損識別技術等均取得了很大進展,各種鋼軌超聲波探傷檢測設備種類也越來越多。

我國基于超聲波檢測技術的鋼軌探傷小車檢測速度已從最初的40km/h提高到目前的80km/h,但所用的超聲檢測系統檢測能力不足逐漸凸現出來,主要反映在以下3個方面：

1、由于超聲波信號的模擬采集單元與數字處理單元集成在一起,耦合緊密,無法充分利用最先進的數字處理技術,導致系統維護不便和升級困難;

2、所有數據的傳輸均采用VME總線,在超聲波回波信號多時,數據量超出總線的傳輸能力,導致既有系統死機;

3、系統對鋼軌傷損的識別能力不足,特別是對鋼軌螺孔裂紋存在漏識別現象。

為克服上述不足,我國特地開展了鋼軌探傷車自主化超聲檢測系統關鍵技術的研究

自主化系統的整體結構自主化系統采用新型結構,與既有系統相比,增加了智能識別計算機,重新設計了空間轉換計算機的組織架構,減少了控制顯示計算機的功能。自主化系統的整體結構如圖1所示,包括控制顯示計算機、智能識別計算機、空間轉換計算機、超聲波探輪、里程矯正鍵盤等。空間轉換計算機中包括4塊發射接收板、4塊發射接收處理板、1塊聲程同步板、1塊通道選擇板和PXI0槽控制器。各個發射接收板結構相同,每塊發射接收板包含4個獨立的超聲波發射接收通道,完全由模擬器件組成;各個發射接收處理板結構相同,完全由數字器件組成。模擬器件與數字器件完全分開,可以充分利用已有的數字技術產品,便于系統維修升級。圖1自主化系統整體結構超聲波探輪反饋回的信號首先經發射接收處理板進行增益放大、濾波,然后進入發射接收處理板進行聲程測量,聲程測量的結果通過直接內存存取(DirectMemoryAccess,DMA)技術傳輸給PXI0槽控制器,進行超聲波回波重定位,將所有超聲波通道閘門內回波的聲程轉換為與回波對應的鋼軌上水平位置和深度信息,將超聲波回波重定位數據送往智能識別計算機進行傷損識別,識別后的結果送往控制顯示計算機進行B型顯示,同時,操作者通過控制顯示計算機發出增益控制指令、閘門寬度等控制數據給空間轉換計算機中的PXI0槽控制器,再通過PXI總線發送到發射接收處理板,控制超聲波信號放大增益。聲程同步板接收編碼器信號,依據列車運行速度產生各個超聲波通道的同步觸發信號;通道選擇板在所有的超聲波通道中選擇8路信號,送往A型顯示示波器進行顯示。