[发明专利]一种钢轨超声波探伤检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声波探伤技术领域，具体涉及一种钢轨超声波探伤检测系统。

背景技术

随着我国经济的发展，公共交通飞速发展，高铁和动车网络逐步成型，铁路已成为我国居民出行的主要交通工具。尽管正线路段大部分已更换为无缝钢轨，但列车载荷的不断加大、运营时间的增长和不断提速致使钢轨工作环境愈加恶劣。在役钢轨受到强烈轴向力、剪切力和残余应力长期作用，容易造成的塑性变形和磨损，极易导致钢轨伤损及缺陷。由于超声波探测具备灵敏度高、指向性好、穿透力强、对人体无害等特点，目前在世界范围内钢轨无损检测都以超声波探伤技术为主。定期对在役钢轨进行超声波探伤检测，及时发现缺陷及伤损并对超过伤损标准的钢轨进行更换，可达到安全行车的目的。超声波探测原理基本为通过探头产生超声波，在工件端面或缺陷界面发生反射形成回波，从而对工件进行探伤。但现有的钢轨超声波探伤检测系统往往结构复杂、成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、反应灵敏的钢轨超声波探伤检测系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种钢轨超声波探伤检测系统，包括中央处理器、发射模块、探头、接收调理模块、AD采集模块、报警模块、USB通信模块、PC机和电源模块，所述发射模块与中央处理器连接用于脉冲激励探头产生超声波，所述接收调理模块用于接收探头的回波信号，并将该回波信号放大、滤波处理后传输给AD采集模块，所述AD采集模块对信号进行模数转换后传输给中央处理器，所述报警模块与中央处理器连接用于发出警报，所述中央处理器通过USB通信模块与PC机连接，所述电源模块为系统提供电源。

如上所述的一种钢轨超声波探伤检测系统，进一步说明为，所述接收调理模块包括依次连接的一级放大模块、高通滤波模块、低通滤波模块和二级放大模块，所述二级放大模块的输出端与AD采集模块的输入端连接。

如上所述的一种钢轨超声波探伤检测系统，进一步说明为，所述中央处理器采用C8051F340微处理器及其外围电路组成的最小系统。

如上所述的一种钢轨超声波探伤检测系统，进一步说明为，所述电源模块包括电源和电压转换模块，所述电压转换模块用于将电源电压转化为若干不同数值的电压。

本发明的有益效果是：本系统结构简单，探伤准确，实现超声波信号产生、接收和处理的目的，同时通过报警模块能迅速做出反应，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为发射模块实施例电路图。

图3为接收调理模块结构示意图。

图4为报警模块实施例电路图。

图5为电压转换模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施方式作进一步的阐述。

如图1所示，本发明提供的一种钢轨超声波探伤检测系统，包括中央处理器、发射模块、探头、接收调理模块、AD采集模块、报警模块、USB通信模块、PC机和电源模块。

所述发射模块与中央处理器连接用于脉冲激励探头产生超声波，作为优选，所述中央处理器采用C8051F340微处理器及其外围电路组成的最小系统。所述探头产生的超声波在工件中进行传播，从而检测探伤。所述探头为现有技术，这里不做具体阐述。如图2所示，为发射模块的一电路图，工作原理为，该电路左侧的输入端与中央处理器的管脚连接，经74F04反向后控制光耦阴极电平，光耦起到隔离弱电和强电以及控制触发的作用。当中央处理器管脚输出为低电平时，光耦断开，经变压整流后得到的高压直流电通过电阻R4对电容C1充电，当中央处理器管脚输出为高电平时，光耦、晶闸管BT151导通，电容C1经电阻R5快速放电，于是在探头S1两端就会激励出一个高压负尖脉冲。通过改变电阻R5阻值可实现对发射功率和阻尼震荡的调节。增大电阻可提高发射功率，脉宽越大；同理，减小阻值将降低发射功率，脉宽越窄。可根据工件的实际情况(粗糙度、厚度、探头类型和参数等)标定发射强度，可通过改变电阻R5的阻值确定发射强度。同理也可以采用其他发射模块。