[发明专利]一种基于多频激励涡流的轨道缺陷检测系统及其检测方法

说明书

本发明提供了一种基于多频激励涡流的轨道缺陷检测系统及其检测方法，包括多频激励信号产生模块、涡流传感器模块、信号处理模块以及缺陷评估模块，多频激励信号产生模块用于产生多频激励信号；涡流传感器模块，用于接收多频激励信号，并根据多频激励信号在轨道表面形成涡流场，以及检测涡流场在轨道表面因轨道缺陷产生的变化，将其转化为测量信号；信号处理模块，用于接收并处理测量信号，提取缺陷信号；缺陷评估模块用于评估缺陷信号，得到轨道缺陷的深度信息。本发明中的多频涡流检测技术在传感器结构非复杂化的情况下能够提取更多缺陷信息，并且通过各频率之间的信号对比进行综合评估，可以抑制干扰，提高检测的可靠性。

技术领域

本发明属于高速运行轨道在线检测，尤其涉及一种基于多频激励涡流的轨道缺陷检测系统及其检测方法。

背景技术

高速运行轨道在线检测是一种为了防止高速铁路钢轨故障，对服役状态下的钢轨采用无损检测方法进行缺陷伤损在线检测和健康监护的技术。目前国内外常用的高速运行轨道在线检测技术主要包括超声检测、涡流检测、漏磁检测和视觉检测等。

涡流检测是一种基于电磁感应原理的无损检测方法，具有快速性和低成本的优点，在高速运行轨道在线检测中主要用于钢轨表面和近表面缺陷检测。作为非接触检测技术，涡流检测可以实现高速化、自动化在线检测。但是传统单一频率涡流检测在检测中获取的缺陷信息单一、容易受到噪声干扰。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于多频激励涡流的轨道缺陷检测系统及其检测方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于多频激励涡流的轨道缺陷检测系统，包括：

多频激励信号产生模块，用于产生多频激励信号；

涡流传感器模块，用于接收多频激励信号，并根据多频激励信号在轨道表面形成涡流场，以及检测涡流场在轨道表面产生的变化将其转化为测量信号；

信号处理模块，用于接收并处理测量信号，提取缺陷信号；

缺陷评估模块，用于评估缺陷信号，得到轨道缺陷的深度信息；

其中，所述多频激励信号产生模块具有：

用户设置模块，用于接收用户输入的参数值；

控制模块，根据参数值输出第一控制指令；

信号发生模块，根据第一控制指令输出多种频率的正弦波信号；

信号放大模块，将正弦波信号放大并组合形成多频激励信号；

幅值检测模块，用于检测多频激励信号的幅值，输出第二控制指令至控制模块，以调整多频激励信号的幅值

进一步的，所述用户设置模块包括触摸屏和矩阵键盘。

进一步的，所述信号发生模块包括多片DDS芯片，其型号为AD9833。

进一步的，所述信号放大模块包括DAC芯片与多片压控放大器，所述DAC芯片的型号为MCP4728，所述压控放大器的型号为AD603。

进一步的，所述参数值包括多频激励信号的频率与幅值。

进一步的，所述涡流传感器模块具有差分涡流检测探头，所述差分涡流检测探头包括绕向相反的第一线圈与第二线圈，所述第一线圈与第二线圈沿差分涡流检测探头移动方向前后排列。

进一步的，所述信号处理模块包括多个带通滤波器和锁相放大器，所述带通滤波器用于将测量信号进行频段分离，并传输至锁相放大器，所述锁相放大器用于将经过频段分离的测量信号进行IQ解调，得到各频段的缺陷信号及其实部信号I与虚部信号Q。