[發明專利]一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統

在審

• 申請號: 202211617137.2
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN116046895A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 蘇輝;潘杰;唐偉傲;邢陽陽;高美;方勝云;汪勇;沈曉飛
• 申請（專利權）人: 合肥德泰科通測控技術有限公司
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/44;G01N21/3563
• 代理公司: 北京匯眾通達知識產權代理事務所(普通合伙) 11622
• 代理人: 包洪巖

1.一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統，其特征在于，包括：

鋼軌結構(1)，所述鋼軌結構(1)上安裝有傷損檢測小車(2)，且傷損檢測小車(2)的車體(3)內部分別安裝有超聲波傷損定位系統(6)和立體仿真成像系統(7)，同時車體(3)上分別安裝有成像計算機A屏(4)和成像計算機B屏(5)；

超聲波傷損定位系統(6)，所述超聲波傷損定位系統(6)包括脈沖及仿真測試控制板(60)、局部電纜連接板(61)、轉接板(62)、超聲波接收板(63)、單板計算機(64)、超聲回波處理板(65)、PPA信號轉接板(66)、顯示處理板(67)、總線背板(68)和探頭(69)，超聲波傷損定位系統(6)的探頭(69)與超聲波接收板(63)電性連接，且超聲波接收板(63)與總線背板(68)電性連接，同時總線背板(68)與局部電纜連接板(61)之間設置有PPA信號轉接板(66)和脈沖及仿真測試控制板(60)；局部電纜連接板(61)與轉接板(62)之間通過局域網電纜和RS-232電纜進行數據傳輸，局部電纜連接板(61)與超聲波接收板(63)之間通過8芯同軸電纜進行數據傳輸；

立體仿真成像系統(7)，所述立體仿真成像系統(7)包括紅外采樣器(71)、紅外圖像數據采集模塊(72)、建模軟件模塊(73)、圖形界面模塊(74)、紋理材料生成器(75)、vega對象數據(76)、vega仿真控制程序(77)、材料屬性數據庫(78)和立體仿真圖像(79)，且紅外圖像數據采集模塊(72)上均勻電性連接安裝有多組紅外采樣器(71)。

2.根據權利要求1所述的一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統，其特征在于：所述超聲波傷損定位系統(6)配備四組UX-6型探頭(69)，且每股鋼軌結構(1)設置2個安裝在傷損檢測小車(2)上，同時每個探頭(69)配有6個換能器，并且四組探頭(69)的安裝角度分別為10°、37.5°、70°和120°。

3.根據權利要求1所述的一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統，其特征在于：所述超聲回波處理板(65)包括8個超聲波通道，對超聲回波進行可控放大；對回波信號做模擬量/數字量轉換；對于任意的超聲通道進行可調整的界面波跟蹤處理；輸入波形處理；向單板計算機(64)報告回波的傳播時間；輸出波形處理。

4.根據權利要求1所述的一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統，其特征在于：所述超聲波接收板(63)為八通道超聲波脈沖發射與接收板，且每塊超聲波接收板(63)有8個通道的雙極脈沖發射單元，可軟件預置的發射脈沖激發頻率，用于匹配不同頻率的換能器；可軟件預置的發射延遲，用于匹配不同換能器的輪內高度；可軟件關/開發射單元；固定17.5dB增益的接收放大器；各通道測試信號的注入，用于系統仿真測試。

5.根據權利要求1所述的一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統，其特征在于：所述脈沖及仿真測試控制板(60)上的存儲器保存產生測試回波所需的仿真數據信息；板上的仿真測試回波發生邏輯，PPA信號轉接板(66)將來自里程編碼器的差分A/B相信號轉換為A/B相方波信號；為脈沖及仿真測試控制板(60)提供RS-232信號通路；為局部電纜連接板(61)提供8路超聲波A型顯示信號。

6.根據權利要求1所述的一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統，其特征在于：所述單板計算機(64)在實時操作系統VxWorks支持下工作；負責超聲波傷損信息的采集；實現系統自診斷功能；通過以太網下載嵌入式系統所需的軟件及參數并上傳超聲波信息。

7.根據權利要求1所述的一種用于鋼軌內部傷損定位的立體成像仿真系統，其特征在于：所述局部電纜連接板(61)為單板計算機(64)提供以太網及RS-232電纜連接；為超聲波接收板(63)提供來自輪探頭換能器的超聲波信號電纜連接，并將6個1組的4個輪探頭信號分為8個l組，以便與超聲波接收板(63)的輸入相對；為PPA信號轉接板(66)提供里程編碼器信號輸入及示波器A型顯示信號輸出連接；為脈沖及仿真測試控制板(60)提供RS1-232信號通路；為輔助設備提供直流電源連接；為輸出部分提供電源過流保護。