便携式自动超声波无损探伤精准定位装置系统设计
发布时间：2021-02-01 22:57
伴随着高铁的高速发展,轨道载荷也同步增加,起着承载和导向列车作用的在役钢轨是否健康直接关系到列车的行车安全,因此对在役钢轨的损伤检测极具现实意义。本文基于超声波脉冲反射检测原理,对在役钢轨损伤精准定位系统进行研究。首先对系统整体方案和损伤识别算法进行设计,为实现探伤系统较高的探伤速度和探伤准确率的目标,本文提出了检测与观测分离的系统方案,通过蓝牙实现检测与观测之间的无线通信,采用ARM+FPGA的架构作为系统的计算和控制中心,并通过FSMC接口实现二者间的数据传输,以此完成对双轨超声回波信号的实时处理;基于超声回波信号间相似的特点,本文确定了损伤识别算法,即采用无时差互相关和滑窗互相关算法,并基于超声回波缺陷信号的频率和包络等特征,建立了超声回波缺陷模型,通过MATLAB对算法的可行性以及在叠加±5dBSNR噪声时算法的性能进行了仿真验证。在此基础上,提出本文多平台分级算法损伤识别解决方案,并采用算法状态机对该方案进行具体实现。此外对影响探伤系统性能的主要因素进行了分析,确定了超声波激励信号形式和通过实验方式确定了超声激励电路的关键参数,并采用FIR滤波器实现回波信号的滤波处理。在FP...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢轨疲劳损伤断裂图
图 1-2 钢轨腐蚀磨损图Fig.1-2 Corrosion wear of rails钢轨在上述破坏形式中，常常突然发生断裂并屡屡造成灾难性的人身和设备事 1-3 所示。2007 年 12 月 19 日，巴基斯坦一列高速行驶的列车突然出轨，至8 人死亡、120 多人受伤的严重后果，经调查发现，造成这一事故的原因是钢然扩展导致钢轨断裂。2008 年 4 月 28 日，由北京南开往青岛的 T195 次列车周-王村路段因轨道断裂脱线，与上行的烟台至徐州 5034 次列车相撞。已造成亡 247 人受伤。2011 年 10 月 10 日，我国石景山南站附近出现机车车头脱轨事
图 1-2 钢轨腐蚀磨损图Fig.1-2 Corrosion wear of rails钢轨在上述破坏形式中，常常突然发生断裂并屡屡造成灾难性的人身和设备事故， 1-3 所示。2007 年 12 月 19 日，巴基斯坦一列高速行驶的列车突然出轨，至少造 人死亡、120 多人受伤的严重后果，经调查发现，造成这一事故的原因是钢轨裂然扩展导致钢轨断裂。2008 年 4 月 28 日，由北京南开往青岛的 T195 次列车在胶周-王村路段因轨道断裂脱线，与上行的烟台至徐州 5034 次列车相撞。已造成 70亡 247 人受伤。2011 年 10 月 10 日，我国石景山南站附近出现机车车头脱轨事故，没有造成人员伤亡，后来经当地政府调查发现，发生事故的原因是该线路设备服役较长，列车行驶期间巨大的冲击力超过钢轨的疲劳强度致使钢轨断裂。2014 年 11 日，美国卡斯尔顿两列火车由于断轨而出现脱轨事故，尽管没有人员伤亡，但大础设备损坏也造成了巨大的经济损失。2016 年 11 月 20 日，印度邦坎普尔一列高驶的列车因钢轨突然断裂致使列车脱轨，至少造成 96 人死亡、150 人受伤。
【参考文献】：
期刊论文
[1]互相关与最小二乘加权目标函数全波形反演[J]. 梁煌,韩立国,许卓,胡勇,邹佳儒. 世界地质. 2017(02)
[2]基于ARM和FPGA的多通道振动信号采集仪的设计[J]. 宋雅琪,韩晓军,荣锋,龚楚云. 仪表技术与传感器. 2016(05)
[3]某高速铁路钢轨踏面伤损原因分析[J]. 李闯,刘丰收,俞喆,梁旭,张银花,周清跃. 理化检验(物理分册). 2015(12)
[4]基于轨道电路原理的断轨检测方法研究[J]. 冯超,黎双周,范中原. 兰州工业学院学报. 2015(04)
[5]STM32基于FSMC的SRAM扩展技术[J]. 赵星. 工业控制计算机. 2015(06)
[6]超声波探伤技术应用中的时域波形分析[J]. 韩辉,鲁国堂,韩伟. 工具技术. 2015(06)
[7]打破我国地铁中型探伤车空白 中国中车携UT-M18钢轨探伤车亮相CRTS CHINA 2015 高效、精准,一个都不能少[J]. 汪玚,郭佳茜. 交通建设与管理. 2015(11)
[8]GTC-80型高原钢轨探伤车[J]. 贾晶岚,李瑞霞,赵力,张向阳,李红梁. 机车电传动. 2015(01)
[9]大秦铁路钢轨断裂原因分析[J]. 李闯,张银花,陈朝阳,刘丰收,周清跃. 失效分析与预防. 2014(06)
[10]浅海低频声场水声信号时间相关性研究[J]. 于倍,张春华,黄勇,赵闪. 声学技术. 2014(05)
硕士论文
[1]钢轨缺陷超声信号的识别及检测装置的设计[D]. 王潇漫.哈尔滨工业大学 2016
[2]高速铁路对长吉地区经济影响的研究[D]. 刘晶晶.对外经济贸易大学 2016
[3]基于超声导波的钢轨轨底结构健康监测技术研究[D]. 杨臻垚.浙江大学 2016
[4]基于光声信号的高铁钢轨表面缺陷检测方法研究[D]. 董冰.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于DDS和FPGA的数字式可变脉冲激励超声检测系统研究[D]. 张宇.西南交通大学 2015
[6]钢轨内的超声波传播模拟及缺陷检测方法研究[D]. 张书增.中南大学 2014
[7]基于红外热成像U71Mn钢轨疲劳裂纹扩展的试验研究[D]. 吕宝西.大连理工大学 2014
[8]非线性分析方法在生物医学信号处理上的应用研究[D]. 郑芳.厦门大学 2014
[9]无损探伤方法及其在钢轨探伤中的应用研究[D]. 厉振武.湖南大学 2013
本文编号：3013577
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢轨疲劳损伤断裂图
图 1-2 钢轨腐蚀磨损图Fig.1-2 Corrosion wear of rails钢轨在上述破坏形式中，常常突然发生断裂并屡屡造成灾难性的人身和设备事 1-3 所示。2007 年 12 月 19 日，巴基斯坦一列高速行驶的列车突然出轨，至8 人死亡、120 多人受伤的严重后果，经调查发现，造成这一事故的原因是钢然扩展导致钢轨断裂。2008 年 4 月 28 日，由北京南开往青岛的 T195 次列车周-王村路段因轨道断裂脱线，与上行的烟台至徐州 5034 次列车相撞。已造成亡 247 人受伤。2011 年 10 月 10 日，我国石景山南站附近出现机车车头脱轨事
图 1-2 钢轨腐蚀磨损图Fig.1-2 Corrosion wear of rails钢轨在上述破坏形式中，常常突然发生断裂并屡屡造成灾难性的人身和设备事故， 1-3 所示。2007 年 12 月 19 日，巴基斯坦一列高速行驶的列车突然出轨，至少造 人死亡、120 多人受伤的严重后果，经调查发现，造成这一事故的原因是钢轨裂然扩展导致钢轨断裂。2008 年 4 月 28 日，由北京南开往青岛的 T195 次列车在胶周-王村路段因轨道断裂脱线，与上行的烟台至徐州 5034 次列车相撞。已造成 70亡 247 人受伤。2011 年 10 月 10 日，我国石景山南站附近出现机车车头脱轨事故，没有造成人员伤亡，后来经当地政府调查发现，发生事故的原因是该线路设备服役较长，列车行驶期间巨大的冲击力超过钢轨的疲劳强度致使钢轨断裂。2014 年 11 日，美国卡斯尔顿两列火车由于断轨而出现脱轨事故，尽管没有人员伤亡，但大础设备损坏也造成了巨大的经济损失。2016 年 11 月 20 日，印度邦坎普尔一列高驶的列车因钢轨突然断裂致使列车脱轨，至少造成 96 人死亡、150 人受伤。
【参考文献】：
期刊论文
[1]互相关与最小二乘加权目标函数全波形反演[J]. 梁煌,韩立国,许卓,胡勇,邹佳儒. 世界地质. 2017(02)
[2]基于ARM和FPGA的多通道振动信号采集仪的设计[J]. 宋雅琪,韩晓军,荣锋,龚楚云. 仪表技术与传感器. 2016(05)
[3]某高速铁路钢轨踏面伤损原因分析[J]. 李闯,刘丰收,俞喆,梁旭,张银花,周清跃. 理化检验(物理分册). 2015(12)
[4]基于轨道电路原理的断轨检测方法研究[J]. 冯超,黎双周,范中原. 兰州工业学院学报. 2015(04)
[5]STM32基于FSMC的SRAM扩展技术[J]. 赵星. 工业控制计算机. 2015(06)
[6]超声波探伤技术应用中的时域波形分析[J]. 韩辉,鲁国堂,韩伟. 工具技术. 2015(06)
[7]打破我国地铁中型探伤车空白 中国中车携UT-M18钢轨探伤车亮相CRTS CHINA 2015 高效、精准,一个都不能少[J]. 汪玚,郭佳茜. 交通建设与管理. 2015(11)
[8]GTC-80型高原钢轨探伤车[J]. 贾晶岚,李瑞霞,赵力,张向阳,李红梁. 机车电传动. 2015(01)
[9]大秦铁路钢轨断裂原因分析[J]. 李闯,张银花,陈朝阳,刘丰收,周清跃. 失效分析与预防. 2014(06)
[10]浅海低频声场水声信号时间相关性研究[J]. 于倍,张春华,黄勇,赵闪. 声学技术. 2014(05)
硕士论文
[1]钢轨缺陷超声信号的识别及检测装置的设计[D]. 王潇漫.哈尔滨工业大学 2016
[2]高速铁路对长吉地区经济影响的研究[D]. 刘晶晶.对外经济贸易大学 2016
[3]基于超声导波的钢轨轨底结构健康监测技术研究[D]. 杨臻垚.浙江大学 2016
[4]基于光声信号的高铁钢轨表面缺陷检测方法研究[D]. 董冰.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于DDS和FPGA的数字式可变脉冲激励超声检测系统研究[D]. 张宇.西南交通大学 2015
[6]钢轨内的超声波传播模拟及缺陷检测方法研究[D]. 张书增.中南大学 2014
[7]基于红外热成像U71Mn钢轨疲劳裂纹扩展的试验研究[D]. 吕宝西.大连理工大学 2014
[8]非线性分析方法在生物医学信号处理上的应用研究[D]. 郑芳.厦门大学 2014
[9]无损探伤方法及其在钢轨探伤中的应用研究[D]. 厉振武.湖南大学 2013
本文编号：3013577
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