文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
基于三维漏磁检测技术的高速铁路钢轨斜裂纹特征识别研究
姓名:赵飒
申请学位级别:硕士
专业:测试计量技术及仪器
指导教师:王平
2010-03
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
与钢轨走向呈一定夹角的斜裂纹是高速铁路钢轨表面最主要的损伤形式,对其进行快速准确
识别意义重大。三维漏磁检测技术具有检测速度快、无需裂纹主平面与磁化方向垂直的特点,采
用传感器阵列结构可以对大面积区域进行快速扫描,成像显示,减少检测盲区的优点。因此本文
采用三维阵列传感器漏磁检测技术来实现对斜裂纹的准确识别。
本论文首先调研了高速铁路钢轨表面主要的损伤方式及其特点,探讨了现有钢轨缺陷检测手
段及其优缺点,提出了采用三维漏磁检测技术来实现对斜裂纹的准确识别。然后在理论上简述了
漏磁检测的原理、信号特征及其成因,分析了斜裂纹漏磁场的磁力线分布规律,提出了识别斜裂
纹与钢轨走向夹角的方法。采用 Ansoft 有限元仿真软件对钢轨表面斜裂纹进行三维静态仿真,
验证该识别方法的可行性。
在此基础上研究并设计了三维阵列传感器漏磁检测系统实验平台,主要包括信号激励部分、
三维阵列霍尔传感器、信号放大调理部分、码盘位移传感器部分、数据采集部分、计算机处理部
分。其次利用该实验平台,对相应的钢轨表面人工裂纹进行了实验研究,采用位移重构、小波去
噪的方法对检测信号进行了预处理,分别从裂纹漏磁场 Bx、By 分量提取特征值,计算斜裂纹与
钢轨走向夹角,然后对阵列传感器数据成像分析,验证该方法的准确性。
最后,对本论文的工作进行了总结,并对进一步的研究工作提出了一些建议。

关键词: 斜裂纹、三维漏磁、有限元、阵列传感器、特征值
I
基于三维漏磁检测技术的高速铁路钢轨斜裂纹特征识别研究
ABSTRACT
The inclined cracks that have a certain angle to the rail trends are the major damage mode of the
high-speed railway rail surface, the rapid and accurate identification of which is of great significance.
3D ic flux leakage detection technology has the characteristic of fast detection, and without the
crack main plane perpendicular to the ization direction. What’s more,it can carry on the rapid
scanning a large area with the sensor array structure and imaging technique, which can reduce the
non-detection zone. Therefore 3D array sensor with ic flux leakage technology is used in thi