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钢轨探伤小车超声波检测系统

发布时间:2020/6/4 13:43:20   浏览次数:

钢轨探伤小车发展

钢轨探伤对于保证铁路运行安全起着重要的作用,早年我国钢轨探伤小车超声检测系统多为进口,有着维护升级困难、数据传输与处理能力及伤损识别能力不足等问题,在近几年我国开展超声检测系统的自主化研究,在钢轨超声波探伤的硬件设计、辅助系统设计、数据处理技术及伤损识别技术等均取得了很大进展,各种钢轨超声波探伤检测设备种类也越来越多。

我国基于超声波检测技术的钢轨探伤小车检测速度已从最初的40km/h提高到目前的80km/h,但所用的超声检测系统检测能力不足逐渐凸现出来,主要反映在以下3个方面:

1、由于超声波信号的模拟采集单元与数字处理单元集成在一起,耦合紧密,无法充分利用最先进的数字处理技术,导致系统维护不便和升级困难;

2、所有数据的传输均采用VME总线,在超声波回波信号多时,数据量超出总线的传输能力,导致既有系统死机;

3、系统对钢轨伤损的识别能力不足,特别是对钢轨螺孔裂纹存在漏识别现象。

为克服上述不足,我国特地开展了钢轨探伤车自主化超声检测系统关键技术的研究

自主化系统的整体结构自主化系统采用新型结构,与既有系统相比,增加了智能识别计算机,重新设计了空间转换计算机的组织架构,减少了控制显示计算机的功能。自主化系统的整体结构如图1所示,包括控制显示计算机、智能识别计算机、空间转换计算机、超声波探轮、里程矫正键盘等。空间转换计算机中包括4块发射接收板、4块发射接收处理板、1块声程同步板、1块通道选择板和PXI0槽控制器。各个发射接收板结构相同,每块发射接收板包含4个独立的超声波发射接收通道,完全由模拟器件组成;各个发射接收处理板结构相同,完全由数字器件组成。模拟器件与数字器件完全分开,可以充分利用已有的数字技术产品,便于系统维修升级。图1自主化系统整体结构超声波探轮反馈回的信号首先经发射接收处理板进行增益放大、滤波,然后进入发射接收处理板进行声程测量,声程测量的结果通过直接内存存取(DirectMemoryAccess,DMA)技术传输给PXI0槽控制器,进行超声波回波重定位,将所有超声波通道闸门内回波的声程转换为与回波对应的钢轨上水平位置和深度信息,将超声波回波重定位数据送往智能识别计算机进行伤损识别,识别后的结果送往控制显示计算机进行B型显示,同时,操作者通过控制显示计算机发出增益控制指令、闸门宽度等控制数据给空间转换计算机中的PXI0槽控制器,再通过PXI总线发送到发射接收处理板,控制超声波信号放大增益。声程同步板接收编码器信号,依据列车运行速度产生各个超声波通道的同步触发信号;通道选择板在所有的超声波通道中选择8路信号,送往A型显示示波器进行显示。


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