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原文传递高铁车轴钢坯弱磁检测系统研究

论文题名：	高铁车轴钢坯弱磁检测系统研究
关键词：	列车车轴;弱磁检测系统;硬件设计
摘要：	随着社会的进步和科技的发展，现高铁的时速能达到350km/h。由于列车运行速度的快速提高，安全就成为工程人员首要关注的问题。车轴是列车运行平稳的重要因素之一，必须保证在线服役车轴安全稳定、状态良好。但是目前我国还未能实现大规模批量化的车轴生产，其中原料缺陷检测效率低是限制其发展的原因之一。目前在钢材厂，主要的钢坯探伤方式为人工超声波探伤，这种探伤方式自动化程度低，不能满足钢坯大量生产的需求。针对以上问题，研发出一款基于弱磁原理的钢坯自动化检测系统，通过传感器布局和算法设计实现钢坯缺陷的识别和定位，并且满足工业化检测的条件。具体工作如下：　　首先，介绍了以地磁场为背景的弱磁检测原理，并通过分析高铁车轴钢坯原材料50Mn钢的材料特性来证明弱磁检测的可行性。其次，从硬件系统和软件系统介绍了弱磁检测系统的总体设计方案。在硬件方面，设计L型传感器工装，构造直角坐标实现对钢坯内部缺陷定深，选用报警器等外部扩展设备实现对缺陷的实时报警；在软件方面利用C#语言编写了一套集缺陷识别、实时报警、绘制缺陷二维云图的检测软件。随后，为了获取实际应用现场的检测情况，通过本系统在工业化现场对标准试块进行检测，通过对检测信号的分析，编写自适应防振动算法，过滤掉由于钢坯传送带来的磁异常信号。并且通过标准试块中的缺陷验证了本系统缺陷判定算法和L型传感器布局对缺陷定深算法的可行性。最后，在钢坯生产车间进行检测，采用盲探方式检测钢坯。由本系统对一块未知缺陷的坯料进行检测，根据检测结果标注缺陷位置，随后由现场检测人员通过超声波仪器验证检测结果，得出弱磁检测仪器在工业化现场应用可行的结论。　　本文针对高铁车轴方钢探伤系统的研究，为钢坯检测提供了新思路。弱磁检测系统提高了钢坯检测效率，保证了检测的准确率。对于工业化现场应用提出的自适应防抖动算法，对自动化探伤设备的研发与应用有一定的参考意义。
作者：	张统伟
专业：	仪器仪表工程
导师：	于润桥
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南昌航空大学
学位年度：	2022