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功率放大器在高速铁路铁轨检测中的应用

发布日期:2021-08-19

功率放大器在高速铁路铁轨检测中的应用

随着铁路速度的增加和高速铁路的发展,铁路运输密度、负荷和速度的增加,加剧了铁路的破坏。运行过程中,由于自然因素和列车载荷的影响,轨道表面和内部容易产生各种损伤和缺陷,严重时会引起轨道断裂、脱轨等重大事故。因为铁轨的定期检查作用很大,下面介绍两种检测方法:

用于高速铁路钢轨的无损检测:

超声导波在轨道的无损检测中,可通过功率放大器产生激励信号。在功放放大后,可以在轨道的一端激发超声波导。当导波在轨头、轨腰和轨底沿没有损坏的轨头、轨腰和轨底传播时,导波的组速和相速基本相同;当导波在传播过程中遇到界面不连续时,会发生反射、散射和模态变换,产生带有局部缺陷特征的回波。该方法可对缺陷位置进行分析,并利用回波幅值对轨道损伤进行评估。

用于铁路高速轨道检测的电磁检测:

建立了轨道裂纹、应力、信号响应等多种因素在高速运动中的交流激励模型,以及具有一定深度的轨道和亚表面的裂纹、应力及微观结构的变化,可以得到测量轨道裂纹的特、应力分布等信息。

试验平台包括传感器、功率放大器与调整、数据采集、信号激励、信号采集及计算机处理、导轨试件等。

对于激发磁场信号,建议根据不同的运动速度,采用不同频率和不同波形的激励源来模拟激励源。

功率放大器利用磁场在脉冲激励下的直线分布,根据各传感器输出端的相位、耦合关系,在识别缺陷位置和缺陷特征的同时,补偿高速巡逻时的速度效应,提高巡逻速度。通过对信号进行调整,将传感器阵列的输出和感应线圈的响应信号采集高速多路同步数据,并传送到计算机各传感器单元的输出信号以及感应线圈的响应信号。通过检测系统运动速度的计算、移动速度与分离效果的补偿,形成了不同深度的钢轨缺陷及应力分布图。


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