智能型鋼軌專用超聲波探傷儀

鋼軌超聲波探傷儀

鋼軌探傷儀是一種在鋼軌上推行,能夠連續(xù)對(duì)鋼軌進(jìn)行探傷的設(shè)備,由運(yùn)載車體和儀器組成。它一般使用五個(gè)不同 發(fā)射角度的探頭在鋼軌的踏面上用超聲波對(duì)鋼軌進(jìn)行探傷,在示波管上顯示經(jīng)過峰值選擇處理過的反射波形。探傷儀要求在野外鋼軌上行進(jìn)中連續(xù)工作,還要求能夠適應(yīng)不同狀態(tài)軌面,因此要求有高速的處理速度、波形清晰、節(jié)省電池、增益調(diào)節(jié)范圍大等特點(diǎn)。相對(duì)于常規(guī)鋼軌探傷儀,我們?cè)O(shè)計(jì)的智能型產(chǎn)品采用了全數(shù)字式面板取代了以前儀器煩瑣的眾多旋紐,并且使用顯示器采用中文菜單方式指示操作和狀態(tài)。放大電路采用高速可變?cè)鲆娣糯笃?動(dòng)態(tài)范圍大,獲得反射波形清晰。報(bào)警過程處理智能化,顯示準(zhǔn)確,并具有圖形報(bào)替功能。整個(gè)系統(tǒng) 電源由一個(gè)專門控制,使整機(jī)功耗與常規(guī)鋼軌探傷儀相當(dāng)。考慮到實(shí)時(shí)處理速度和成本,回波顯示使用低功耗示波管。

鋼軌超聲波探傷儀面板部分

一體化的數(shù)字式面板是本機(jī)的一個(gè)特色,這個(gè)部分由LCD、鍵盤、控制線路板組成。其中LCD為寬溫的只點(diǎn)陣 模塊,使用漢字菜單方式來顯示當(dāng)前系統(tǒng)參數(shù)和狀態(tài)。鍵盤為個(gè)薄膜按鍵,用來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。電源控制也設(shè) 置為單鍵控制的軟開關(guān),這樣可以保證面板整體無開孔,提高野外操作的防雨性能。控制采用,它內(nèi)部加載了一個(gè) 局部字庫,為漢字顯示提供字模,系統(tǒng)還擴(kuò)展了一片DS1235來存儲(chǔ)設(shè)定的數(shù)據(jù)和必要的檢測(cè)結(jié)果。在對(duì)LCD和 鍵盤的控制同時(shí),還負(fù)責(zé)系統(tǒng)報(bào)替顯示處理及電池電壓的監(jiān)控。信息通過它的串行口與另外兩個(gè)進(jìn)行交換,串行 口采用工作方式進(jìn)行,能夠保證高速度的數(shù)據(jù)傳輸。如果在鋼軌探傷儀行走部分加裝霍爾器件,系統(tǒng)控制還能夠提供距離累計(jì)和走行速度顯示功能。

鋼軌超聲波探傷儀信號(hào)檢測(cè)控制部分

信號(hào)檢測(cè)控制部分這個(gè)部分是探傷儀的主體部分,它由發(fā)射電路、程控放大接收電路、增益補(bǔ)償電路、波形處理電路、回波時(shí)間檢測(cè)電路、示波管控制電路、核心等組成,每通道檢測(cè)周期為從,五通道連續(xù)巡回檢測(cè)速度為七,其中程控放大接收電路和回波時(shí)間檢測(cè)電路設(shè)計(jì)比較有特色。

發(fā)射電路在500V高壓下用來激勵(lì)探頭晶片起振,特 點(diǎn)必須在S級(jí)以內(nèi)的時(shí)間完成激勵(lì),要求控制速度快。故此,我們?cè)O(shè)計(jì)CPU采用24MHz主頻,有足夠的控制速度接收電路特點(diǎn)是要求具有多路開關(guān)、放大器具有寬帶、同時(shí) 還具有程控寬增益特性,我們這里選擇使用三級(jí)AD603電壓可控增益放大器來完成任務(wù),使用多路D/A來控制每級(jí)增益,線 路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,容易控制。可以在保證帶寬的前提下,獲得可靈活調(diào)節(jié)的增益特性增益補(bǔ)償是鋼軌探傷儀特有的功 能,由于它采用人射角的探頭做二次波探傷,為使二次回波與一次波相當(dāng),需要做增益補(bǔ)償,在〕的 控 制下,采用 在 二 次 回 波 開 始 追 加 三 角 波 電 壓來 控 制 一 級(jí)萬的 增益來解決這個(gè)問題鋼軌探傷不同于通用探傷,它特殊要求回波要纖細(xì)整潔,抑制雜波,以方便傷損判斷。因此我們?cè)O(shè)計(jì)了包絡(luò)線和斬波處理電路,以獲得適當(dāng)波形為使判斷應(yīng)該報(bào)警的回波,我們需要捕捉回波位置,即回波時(shí)間,我們采用了高速比較器獲取合適幅 度的回波來觸發(fā)鎖存器,這樣可以用門控來鎖定定時(shí)計(jì)數(shù)器,獲取回波位置,為捕捉獲取較多個(gè)回波信息,我們?cè)O(shè)計(jì)了多級(jí)觸發(fā)器級(jí)聯(lián)來控制多個(gè)計(jì)數(shù)器。采用類似的原理,我們通過檢測(cè)是否有微小雜波反射,我們還設(shè)計(jì)了 探頭失效報(bào)警電路,能夠及時(shí)提醒操作工處理示波管及控制電路是為最終顯示回波設(shè)置的,我們?cè)O(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在 高壓電路加了能源控制,回掃期間關(guān)閉電源,達(dá)到節(jié)電目的,為此,同時(shí)還采用低功耗的示波管是本部分的整體控制核心,它要求在連續(xù) 每唱一次的掃描時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)通道的發(fā)射和檢測(cè)過程,故此要求必須具有高速處理能力,這里采用了工作在主頻下,它完成對(duì)檢測(cè)的全過程控制,同時(shí)還控制示波管的掃描。在完成檢測(cè)后,還要對(duì)采集的信號(hào)做初步處理,并且把結(jié)果傳送給另外二個(gè),同時(shí),它還從面板讀取可能存在的新的控制命令和參數(shù)。