雷納鋼軌探傷車超聲檢測系統研發

鋼軌探傷發展

鋼軌探傷對于保證鐵路運行安全起著重要的作用。我國有關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也越來越多,其中基于超聲波檢測技術的鋼軌探傷車由于鋼軌檢測效率高而被廣泛使用,對保障鐵路行車安全發揮了越來越大的作用。

我國基于超聲波檢測技術的鋼軌探傷車檢測速度已從最初的40kmh-1提高到目前的80kmh-1,但所用的超聲檢測系統均為國外引進,隨著鋼軌探傷車被廣泛使用,其采用的超聲檢測系統(簡稱既有系統)的不足逐漸凸現出來,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,導致既有系統維護不便,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、既有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,開展了鋼軌探傷車自主化超聲檢測系統(簡稱自主化系統)關鍵技術的研究。

雷納鋼軌探傷系統研發

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。數據傳輸技術在自主化系統中共有3種類型的數據需要傳輸:

1、所有超聲波通道各個檢測閘門回波信號的聲程測量數據;

2、超聲波的回波重定位數據;

3、超聲波通道的控制參數。

自主化系統共有30個超聲波通道,48個檢測閘門,每秒鐘產生的數據總量約為4MB,按照實時性要求,必須在每個測量周期內完成聲程的測量、回波的重定位計算及各類數據的傳輸等工作。自主化系統的最高檢測頻率為4kHz,因此需要在250s內完成上述所有工作。自主化系統采用分層數據總線結構,對數據分類傳輸。由于各閘門的回波聲程測量數據量大,實時性要求最高,因此采用DMA技術;各超聲波通道控制參數由操作者控制產生,由于數據量最小,實時要求最低,故采用PXI總線進行傳輸。