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阵列式漏磁巡检设备的开发及钢轨裂纹定量分析
| 论文题名： | 阵列式漏磁巡检设备的开发及钢轨裂纹定量分析 |
| 关键词： | 漏磁巡检设备;传感器阵列;钢轨裂纹检测;有限元仿真;神经网络 |
| 摘要： | 铁路钢轨直接承载列车运行过程中的载荷应力，钢轨的健康状况直接关系到行车安全，对高速铁路轨道的安全保障已是当今世界范围的一个重大和前沿的课题。漏磁检测技术已广泛应用于缺陷检测，对于缺陷的定量分析，一直以来都是漏磁检测领域的一个重要课题。本文设计了基于多通道传感器的阵列式高速钢轨裂纹巡检设备，在高速的情况下对钢轨裂纹状态进行实时在线检测，说明了采用多通道传感器阵列的高速漏磁裂纹巡检设备对钢轨的无损探伤和缺陷的定量分析的可行性。并通过对单通道的漏磁巡检、低检测提离和高检测提离的多通道漏磁巡检条件下的检测结果进行缺陷的定量分析和误差对比，验证了多通道的漏磁检测方式和低提离的检测条件对缺陷的定量分析有一定的改善作用。 与传统的单通道漏磁检测传感器相比，多通道传感器阵列的检测探头所获取的缺陷状态信息更为全面，更有益于对缺陷参数的定量分析。本文通过建立钢轨缺陷漏磁检测的有限元仿真模型，分析了不同参数的缺陷与漏磁信号的关系，以及检测提离对漏磁信号的影响。并开发了基于多通道传感器的阵列式高速漏磁裂纹巡检设备，其设计主要包括系统各个模块的硬件设计和软件设计，以及实验验证和信号分析，即通过建立人工神经网络，对钢轨缺陷的漏磁巡检结果进行定量分析。其中，在对缺陷与钢轨表面的夹角的定量分析中，除了传统的特征值提取方式（即漏磁信号的峰峰值、峰间距）之外，本文将通过漏磁信号的不对称性来对其进行定量预测，并通过对定量结果的误差分析说明此方法的可行性。另外，在对缺陷与行车方向的夹角的定量分析中，相比于传统的单通道漏磁检测方法，本文充分利用多通道的漏磁检测信号在空间位置的分布情况来对其进行定量预测，使定量的精度得到明显的提高。 |
| 作者： | 郝思思 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 田贵云;王平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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