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1、便携式钢轨疲劳裂纹检测装置的研制科研戌黑与学术交琉便携式钢轨疲劳裂纹检测装置的研制李舒,黄松岭,赵伟李育忠,李久春,常连庚(清华大学电机系,北京100084)(中油管道检测技术有限公司,河北廊坊065000)摘要:基于脉冲涡流理论和应用信号处理技术等研制出一款便携式钢轨疲劳裂纹检测装置.对该装置各功能模块的技术特点和整体性能加以描述.试验表明,该装置在显着降低检测装置功耗的同时,仍可有效抑制提离现象对检测的影响,即在一个足够宽的提离范围内,仍可快速检测到被测件表面的裂纹.关键词:脉7中涡流;钢轨裂纹检测;提离;便携式仪器中图分类号:TG115,28文献标
2、识码:A文章编号:10006656(2006)05—0229—04DevelopmentofaPortablePulsedEddyCurrentInspectionInstrumentforRailFatigueCrackDetectionLIShu.HUANGSong-ling,ZHAOWei(DepartmentofElectricalEngineering.TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)LIYu-zhong,LIJiu-chun,CHANGLian-geng(ChinaPetroleumPipelin
3、eInspectionTechnologiesCo,Itd,LangfangHebei065000-China)Abstract:Basedontheprincipleofpulsededdycurrentandtheapplicationofsignalprocessingandmieroeontrollertechniques-aportableinspectioninstrumentforrailfatiguecrackdetectionwasdeveloped.Thefunctiona1modulesoftheinstrumentandthepe
4、rformanceswerealsodescribed.Testsverifiedthatwhilethepowerconsumptionofinstrumentwasdecreasedobviously,theinfluenceoflift—offphenomenonwaseffectivelyrestrained,namely,atarangeoflift—offheights,thesurfacefatiguecracksinrailsweredetectedwithhighspeed.Keywords:Pulsededdycurrent;Rail
5、crackdetection;Lift—off;Portableinspectioninstrument现代铁路运输的高速度和重载荷的发展趋势,要求更有效地保证其安全性和可靠性.然而,对钢轨实际工作状态的检测,目前仍主要依赖巡道工的目视,难免受巡道工的经验,责任心或天气状况等因素的影响,使检测质量达不到应有的技术要求.同时,在火车不断提速的现实情况下,巡道工的人身安全问题也日益突出.国外已研制出用于监测钢轨工作状态的超声钢轨检测装置,但超声检测需要液体耦合,操作工序多而复杂,检测速度慢,且被检金属件也会对超声检测造成影响.涡流检测基于电磁感应原理,通过分
6、析涡流引收稿日期:2005—0201基金项目:国家自然科学基金资助项目(50305017)起检测线圈中感应电压的变化,便可判断钢轨的缺陷情况.该方法检测钢轨表面缺陷具有较高灵敏度口一,此外还具有非接触,装置结构简单且线性范围宽等优点.因此,笔者为满足用户的实际需求,自行研发了一款基于脉冲涡流方法的钢轨检测装置.1脉冲涡流检测法原理脉冲涡流检测法是近年出现的一种无损检测方法,其激励信号为周期性的窄脉冲.随着激励脉冲信号上升沿和下降沿的跃变,试样中会感应出涡流.根据集肤效应,产生涡流的深度与激励信号的频率有关.相比于传统涡流检测采用单一频率的正弦激励,脉冲涡
7、流所采用的激励信号的频谱更为丰富,在它的作用下,试样中产生的响应会有多个频率成分
8、3.宽频谱的激励,会使涡流的深度范围更宽,故2006年第28卷第5期229李舒等:便携式钢轨疲劳裂纹检测装置的研制检出信号便可相应地反映不同深度的缺陷信息.脉冲涡流检测法的基本原理是,对检测线圈拾取的涡流产生的磁场作瞬态分析,通过测量该磁场所感应出电压的峰值及其对应的时问,来分析具体的缺陷情况.缺陷所在深度越浅,对应的涡流产生的磁场越强,进而感应出的电压峰值就越高,而且该峰值出现的时间也越早;另一方面,在同样的深度条件下,缺陷越大,感应电压峰值越高..所以,对检出信号作时域
9、分析.叮得出缺陷的大小及其所在深度.传统涡流检测装置需配置不同的传感器和不同频率
