基于超声波引导波技术的铁路断裂监测,具有多变量编码激发技术
Yuan Yang1, Ping Wang1, Yinliang Jia1
1College of Automation Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China.
Ultrasonics
|September 25, 2023
概括
这项研究引入了超声波导向波的多变量编码激发 (MCE),用于检测轨道骨折. MCE显著改善了信号能量和回声振幅差异收益,以可靠地监测铁路完整性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 非破坏性测试 不破坏性测试
背景情况:
- 铁路断裂对铁路运输构成严重的安全风险.
- 传统的超声波引导波 (UGW) 方法的能量和效率都很低.
- 现有的巴克尔和戈莱代码在监测性能方面存在局限性.
研究的目的:
- 提出和验证一种新的多变量编码激发 (MCE) 方法,用于使用UGW加强轨道断裂监测.
- 改进信号噪声比和检测灵敏度,用于铁路完整性评估.
主要方法:
- 理论推导和验证MCE编码和解码可行性.
- 使用巴克和戈莱代码的组合生成MCE信号.
- 有限元素建模 (FEM) 模拟和MCE方法的实验验证.
- 对用于检测铁路断裂的振幅 (DIA) 增益差异的分析.
主要成果:
- MCE实现了8.1020dB的主要叶片功率水平 (MPL) 增益,超过了传统代码.
- 在检测轨道断裂时,MCE的实验DIA增益超过50dB,明显高于其他方法 (低于40dB).
- FEM模拟显示了可比的收益 (MCE为5dB,其他为1dB).
结论:
- MCE有效地克服了UGW铁路监控的传统巴克尔和戈莱代码的局限性.
- 拟议的MCE方法增强了激发能量,并提供了更好的轨道断裂检测.
- MCE提供了一种更敏感,更可靠的方法来识别铁路损坏.
