雷纳钢轨探伤车超声检测系统研发

钢轨探伤发展

钢轨探伤对于保证铁路运行安全起着重要的作用。我国有关钢轨超声波探伤的硬件设计、辅助系统设计、数据处理技术及伤损识别技术等均取得了很大进展,各种钢轨超声波探伤检测设备也越来越多,其中基于超声波检测技术的钢轨探伤车由于钢轨检测效率高而被广泛使用,对保障铁路行车安全发挥了越来越大的作用。

我国基于超声波检测技术的钢轨探伤车检测速度已从最初的40kmh-1提高到目前的80kmh-1,但所用的超声检测系统均为国外引进,随着钢轨探伤车被广泛使用,其采用的超声检测系统(简称既有系统)的不足逐渐凸现出来,主要反映在以下3个方面:

1、由于超声波信号的模拟采集单元与数字处理单元集成在一起,耦合紧密,无法充分利用最先进的数字处理技术,导致既有系统维护不便,升级困难;

2、所有数据的传输均采用VME总线,在超声波回波信号多时,数据量超出总线的传输能力,导致既有系统死机;

3、既有系统对钢轨伤损的识别能力不足,特别是对钢轨螺孔裂纹存在漏识别现象。为克服上述不足,开展了钢轨探伤车自主化超声检测系统(简称自主化系统)关键技术的研究。

雷纳钢轨探伤系统研发

自主化系统的整体结构自主化系统采用新型结构,与既有系统相比,增加了智能识别计算机,重新设计了空间转换计算机的组织架构,减少了控制显示计算机的功能。数据传输技术在自主化系统中共有3种类型的数据需要传输:

1、所有超声波通道各个检测闸门回波信号的声程测量数据;

2、超声波的回波重定位数据;

3、超声波通道的控制参数。

自主化系统共有30个超声波通道,48个检测闸门,每秒钟产生的数据总量约为4MB,按照实时性要求,必须在每个测量周期内完成声程的测量、回波的重定位计算及各类数据的传输等工作。自主化系统的最高检测频率为4kHz,因此需要在250s内完成上述所有工作。自主化系统采用分层数据总线结构,对数据分类传输。由于各闸门的回波声程测量数据量大,实时性要求最高,因此采用DMA技术;各超声波通道控制参数由操作者控制产生,由于数据量最小,实时要求最低,故采用PXI总线进行传输。