CN112697877A - 一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法 - Google Patents

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徐井芒
陈嵘
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胡辰阳
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Abstract

本发明涉及道岔钢轨技术领域，具体地说，涉及一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其特引入低频冲击或振动对道岔钢轨声学响应进行调制，在尖轨尖端发射一列超声波作为扫查波进行检测；本发明能够检测钢轨中与检测波传播方向平行的裂纹缺陷；外加振动和激励超声导波相结合的方式可以检测到双频谱分析技术无法检测到的道岔钢轨盲区。

Description

一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法
技术领域
本发明涉及道岔钢轨技术领域，具体地说，涉及一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法。
背景技术
针对道岔尖轨中的缺陷，现有技术采用双频谱分析技术进行检测，对轨底的裂纹缺陷能有良好的检测效果，双频谱分析技术，采用两列波混合后在有缺陷的钢轨中传播会产生波束混叠现象，以此判断缺陷的存在。波束混叠现象为两种频率的波在有缺陷的区域相遇后发生相互作用，在频域中会观察到有新的成分产生，此现象为典型的非线性效应。
但由于尖轨轨头截面形状沿纵向变化很大，双频谱分析技术对于轨头裂纹缺陷的检测效果不佳；并且双频谱分析技术有很强的方向性，无法检测到平行于波传播方向的裂纹。
发明内容
本发明的内容是提供一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其引入低频冲击或振动对道岔钢轨声学响应进行调制，在尖轨尖端发射一列超声波作为扫查波进行检测。
作为优选，发射一列超声波通过一信号发生器发出。
作为优选，尖轨尖端连接有发射换能器和接收换能器，发射换能器连接有功率放大器，功率放大器与信号发生器连接，信号发生器连接有计算机；接收换能器连接有滤波器，滤波器与计算机连接。
作为优选，道岔钢轨上连接有应变计，应变计连接有信号监测器，信号检测器与计算机连接。
本发明提出一种利用非线性超声导波的检测方法，通过外加低频振动，从而实现对道岔钢轨难以检测的盲区以及平行裂纹缺陷进行检测。
本发明能够检测钢轨中与检测波传播方向平行的裂纹缺陷；外加振动和激励超声导波相结合的方式可以检测到双频谱分析技术无法检测到的道岔钢轨盲区。
附图说明
图1为实施例1中信号发生器的连接结构框图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其引入低频冲击或振动对道岔钢轨声学响应进行调制，在尖轨尖端发射一列超声波作为扫查波进行检测。由于外加的冲击或振动可以作用在整根钢轨中，因此，振动调制方法对发射和接收换能器的位置不敏感，可以用于检测复杂的道岔尖轨结构，对于尖轨的检测盲区以及平行激励声波方向的裂纹的检测具有良好的效果。如果钢轨内部存在缺陷，接收信号的频谱就会出现新的频率成分，可以根据产生的谐波的存在性以及其幅值的大小对缺陷进行判别和评价。
本实施例中，发射一列超声波通过一信号发生器发出。
本实施例中，尖轨尖端连接有发射换能器和接收换能器，发射换能器连接有功率放大器，功率放大器与信号发生器连接，信号发生器连接有计算机；接收换能器连接有滤波器，滤波器与计算机连接。功率放大器能够信号放大，计算机用于运算处理，滤波器用于滤波。
本实施例中，道岔钢轨上连接有应变计，应变计连接有信号监测器，信号检测器与计算机连接。应变计用于监测道岔钢轨的应力与应变。
本实施例能够检测钢轨中与检测波传播方向平行的裂纹缺陷；外加振动和激励超声导波相结合的方式可以检测到双频谱分析技术无法检测到的道岔钢轨盲区。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其特征在于：引入低频冲击或振动对道岔钢轨声学响应进行调制，在尖轨尖端发射一列超声波作为扫查波进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其特征在于：发射一列超声波通过一信号发生器发出。
3.根据权利要求2所述的一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其特征在于：尖轨尖端连接有发射换能器和接收换能器，发射换能器连接有功率放大器，功率放大器与信号发生器连接，信号发生器连接有计算机；接收换能器连接有滤波器，滤波器与计算机连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于非线性超声导波的道岔钢轨损伤检测方法，其特征在于：道岔钢轨上连接有应变计，应变计连接有信号监测器，信号检测器与计算机连接。
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