[發明專利]一種基于非線性超聲導波的道岔鋼軌損傷檢測方法

在審

• 申請號: 202011234632.6
• 申請日: 2020-11-07
• 公開（公告）號: CN112697877A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 孫曉勇;王平;徐井芒;陳嶸;李浩然;胡辰陽;安博洋;劉樂
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01N29/44
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

本發明涉及道岔鋼軌技術領域，具體地說，涉及一種基于非線性超聲導波的道岔鋼軌損傷檢測方法，其特引入低頻沖擊或振動對道岔鋼軌聲學響應進行調制，在尖軌尖端發射一列超聲波作為掃查波進行檢測；本發明能夠檢測鋼軌中與檢測波傳播方向平行的裂紋缺陷；外加振動和激勵超聲導波相結合的方式可以檢測到雙頻譜分析技術無法檢測到的道岔鋼軌盲區。

技術領域

本發明涉及道岔鋼軌技術領域，具體地說，涉及一種基于非線性超聲導波的道岔鋼軌損傷檢測方法。

背景技術

針對道岔尖軌中的缺陷，現有技術采用雙頻譜分析技術進行檢測，對軌底的裂紋缺陷能有良好的檢測效果，雙頻譜分析技術，采用兩列波混合后在有缺陷的鋼軌中傳播會產生波束混疊現象，以此判斷缺陷的存在。波束混疊現象為兩種頻率的波在有缺陷的區域相遇后發生相互作用，在頻域中會觀察到有新的成分產生，此現象為典型的非線性效應。

但由于尖軌軌頭截面形狀沿縱向變化很大，雙頻譜分析技術對于軌頭裂紋缺陷的檢測效果不佳；并且雙頻譜分析技術有很強的方向性，無法檢測到平行于波傳播方向的裂紋。

發明內容

本發明的內容是提供一種基于非線性超聲導波的道岔鋼軌損傷檢測方法，其能夠克服現有技術的某種或某些缺陷。

根據本發明的一種基于非線性超聲導波的道岔鋼軌損傷檢測方法，其引入低頻沖擊或振動對道岔鋼軌聲學響應進行調制，在尖軌尖端發射一列超聲波作為掃查波進行檢測。

作為優選，發射一列超聲波通過一信號發生器發出。

作為優選，尖軌尖端連接有發射換能器和接收換能器，發射換能器連接有功率放大器，功率放大器與信號發生器連接，信號發生器連接有計算機；接收換能器連接有濾波器，濾波器與計算機連接。

作為優選，道岔鋼軌上連接有應變計，應變計連接有信號監測器，信號檢測器與計算機連接。

本發明提出一種利用非線性超聲導波的檢測方法，通過外加低頻振動，從而實現對道岔鋼軌難以檢測的盲區以及平行裂紋缺陷進行檢測。

本發明能夠檢測鋼軌中與檢測波傳播方向平行的裂紋缺陷；外加振動和激勵超聲導波相結合的方式可以檢測到雙頻譜分析技術無法檢測到的道岔鋼軌盲區。

附圖說明

圖1為實施例1中信號發生器的連接結構框圖。

具體實施方式

為進一步了解本發明的內容，結合附圖和實施例對本發明作詳細描述。應當理解的是，實施例僅僅是對本發明進行解釋而并非限定。

實施例1

如圖1所示，本實施例提供了一種基于非線性超聲導波的道岔鋼軌損傷檢測方法，其引入低頻沖擊或振動對道岔鋼軌聲學響應進行調制，在尖軌尖端發射一列超聲波作為掃查波進行檢測。由于外加的沖擊或振動可以作用在整根鋼軌中，因此，振動調制方法對發射和接收換能器的位置不敏感，可以用于檢測復雜的道岔尖軌結構，對于尖軌的檢測盲區以及平行激勵聲波方向的裂紋的檢測具有良好的效果。如果鋼軌內部存在缺陷，接收信號的頻譜就會出現新的頻率成分，可以根據產生的諧波的存在性以及其幅值的大小對缺陷進行判別和評價。

本實施例中，發射一列超聲波通過一信號發生器發出。

本實施例中，尖軌尖端連接有發射換能器和接收換能器，發射換能器連接有功率放大器，功率放大器與信號發生器連接，信號發生器連接有計算機；接收換能器連接有濾波器，濾波器與計算機連接。功率放大器能夠信號放大，計算機用于運算處理，濾波器用于濾波。

本實施例中，道岔鋼軌上連接有應變計，應變計連接有信號監測器，信號檢測器與計算機連接。應變計用于監測道岔鋼軌的應力與應變。