鋼軌缺陷超聲信號的識別及檢測裝置的設計.pdf

1、鐵路是日常生活中重要的交通工具，一旦發(fā)生事故，就會造成嚴重的生命和財產(chǎn)損失。因此，保證鐵路的安全運行，一直是各個國家的重要任務。定期對鋼軌進行檢測，對減少重大事故的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實意義。為了實現(xiàn)在高速狀態(tài)下探傷，本文設計了一臺簡單的鋼軌檢測裝置，該裝置可以達到10km/h的探傷速度。為了確保能夠正常檢測，本文設計的檢測裝置必須滿足以下三個要求：具有一定的探傷速度、保證探頭與鋼軌有效的耦合、實現(xiàn)缺陷信號的高速采集等。
　　超聲信號

2、中往往含有大量的噪聲，如何在背景噪聲條件下提取缺陷一直是超聲信號處理的一大難題。分離譜技術因能顯著提高信噪比，一直在超聲信號處理中占有重要地位，但是該技術受濾波器組的數(shù)目、帶寬、頻率間隔等參數(shù)的影響較大，因此至今仍然無法在工程界得到廣泛的推廣。本文基于分離譜技術的思想，構建了變帶寬時頻分析的處理方法，并確定了最優(yōu)信噪比下的重構方法，即極性閥值法和最小值法相結合的方法。基于缺陷信號的波形、頻率等特征，構建了缺陷信號模型，并利用仿真缺陷信號

3、對實際超聲信號進行相關濾波處理，以提取缺陷信號特征。在鋼軌探傷中，缺陷回波的頻率會集中在探頭中心頻率的附近，然而噪聲的頻率是隨機的，所以噪聲的能量也往往比缺陷信號能量低。基于WVD時頻能量變換，對超聲信號進行處理，以排除噪聲干擾。本文將上述三種方法組合起來，構成時頻分析三步法，可以同時提高缺陷檢出率和信噪比。
　　本文分別用超聲0°探頭、37°探頭以及70°探頭對位于不同部位的鋼軌孔缺陷和裂紋進行檢測，并將實際超聲信號進行三步時頻