[發明專利]一種基于多頻激勵渦流的軌道缺陷檢測系統及其檢測方法

有效

• 申請號: 202110313519.5
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113092577B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 許鵬;曾泓茗
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/90
• 分類號: G01N27/90;B61K9/10;B61L23/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明提供了一種基于多頻激勵渦流的軌道缺陷檢測系統及其檢測方法，包括多頻激勵信號產生模塊、渦流傳感器模塊、信號處理模塊以及缺陷評估模塊，多頻激勵信號產生模塊用于產生多頻激勵信號；渦流傳感器模塊，用于接收多頻激勵信號，并根據多頻激勵信號在軌道表面形成渦流場，以及檢測渦流場在軌道表面因軌道缺陷產生的變化，將其轉化為測量信號；信號處理模塊，用于接收并處理測量信號，提取缺陷信號；缺陷評估模塊用于評估缺陷信號，得到軌道缺陷的深度信息。本發明中的多頻渦流檢測技術在傳感器結構非復雜化的情況下能夠提取更多缺陷信息，并且通過各頻率之間的信號對比進行綜合評估，可以抑制干擾，提高檢測的可靠性。

技術領域

本發明屬于高速運行軌道在線檢測，尤其涉及一種基于多頻激勵渦流的軌道缺陷檢測系統及其檢測方法。

背景技術

高速運行軌道在線檢測是一種為了防止高速鐵路鋼軌故障，對服役狀態下的鋼軌采用無損檢測方法進行缺陷傷損在線檢測和健康監護的技術。目前國內外常用的高速運行軌道在線檢測技術主要包括超聲檢測、渦流檢測、漏磁檢測和視覺檢測等。

渦流檢測是一種基于電磁感應原理的無損檢測方法，具有快速性和低成本的優點，在高速運行軌道在線檢測中主要用于鋼軌表面和近表面缺陷檢測。作為非接觸檢測技術，渦流檢測可以實現高速化、自動化在線檢測。但是傳統單一頻率渦流檢測在檢測中獲取的缺陷信息單一、容易受到噪聲干擾。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種基于多頻激勵渦流的軌道缺陷檢測系統及其檢測方法。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種基于多頻激勵渦流的軌道缺陷檢測系統，包括：

多頻激勵信號產生模塊，用于產生多頻激勵信號；

渦流傳感器模塊，用于接收多頻激勵信號，并根據多頻激勵信號在軌道表面形成渦流場，以及檢測渦流場在軌道表面產生的變化將其轉化為測量信號；

信號處理模塊，用于接收并處理測量信號，提取缺陷信號；

缺陷評估模塊，用于評估缺陷信號，得到軌道缺陷的深度信息；

其中，所述多頻激勵信號產生模塊具有：

用戶設置模塊，用于接收用戶輸入的參數值；

控制模塊，根據參數值輸出第一控制指令；

信號發生模塊，根據第一控制指令輸出多種頻率的正弦波信號；

信號放大模塊，將正弦波信號放大并組合形成多頻激勵信號；

幅值檢測模塊，用于檢測多頻激勵信號的幅值，輸出第二控制指令至控制模塊，以調整多頻激勵信號的幅值

進一步的，所述用戶設置模塊包括觸摸屏和矩陣鍵盤。

進一步的，所述信號發生模塊包括多片DDS芯片，其型號為AD9833。

進一步的，所述信號放大模塊包括DAC芯片與多片壓控放大器，所述DAC芯片的型號為MCP4728，所述壓控放大器的型號為AD603。

進一步的，所述參數值包括多頻激勵信號的頻率與幅值。

進一步的，所述渦流傳感器模塊具有差分渦流檢測探頭，所述差分渦流檢測探頭包括繞向相反的第一線圈與第二線圈，所述第一線圈與第二線圈沿差分渦流檢測探頭移動方向前后排列。

進一步的，所述信號處理模塊包括多個帶通濾波器和鎖相放大器，所述帶通濾波器用于將測量信號進行頻段分離，并傳輸至鎖相放大器，所述鎖相放大器用于將經過頻段分離的測量信號進行IQ解調，得到各頻段的缺陷信號及其實部信號I與虛部信號Q。