高速列车多组轮对三维缺陷定位探伤系统研究

摘要

我国高铁事业的不断发展使得高速列车的安全行驶就变得尤其重要，而车轮的健康是高速列车安全运行最至关重要的保障之一。因此，研制一种快速、准确并且成本低廉的车轮自动探伤检测系统就成了行业内关注的重点。本文研究了一种便携式的对轮对进行三维缺陷定位智能化探伤系统，其具有车轮缺陷检测快速准确、操作流程简洁、缺陷显示直观、机械结构便携、工作界面友好的特点。
　　论文首先根据跟随式的概念设计出了系统总体方案，以超声波检测为基本方法，采用了多探头组合的检测方式，装置小巧便携且易于固定，在检测过程中三组采集设备分别固定于三个不同待检车轮的踏面，采集系统以无线通信方式与上位机实现实时数据交互，检测轮对数量可选。
　　针对车轮缺陷检测的特点，论文给出了一种以三维显示方式定位缺陷的方法。该方法以原始A扫波形数据为基础结合超声波特性编写缺陷深度算法，并计算得到缺陷深度信息，再从探头组合中反应缺陷信号的来源分析出缺陷在车轮踏面上的分布，接着通过编码器记录下的信息计算探头相对车轮移动的路程，最后结合上述三类信息在绘制出的透明三维车轮中标示出具体的缺陷分布。
　　系统以Labview平台为工具，在编写时充分考虑了所要达到的智能化检测的效果，在检测过程中界面会指引操作人员来完成一系列操作，并采用一键设置的方式省去复杂的操作，还根据Labview编程语言图形化的特点设计出了友好的人机界面，集成对数据综合管理和分析的功能。
　　在完成系统的硬件的制作和软件编写后，论文对系统进行了全面的测试。另外，针对该系统未来的发展，论文还探讨了智能化探伤系统与云平台的结合的方案，通过Hadoop分布式系统中的HDFS文件系统将列车在不同机务段检测到的数据快速汇总，并综合评估车轮的健康状态。

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第一章 绪论

1.1 课题研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文主要工作

第二章 高速列车多轮对自动探伤基本理论

2.1 超声波的产生和接收

2.2 超声波信号的特性

2.3 超声波的反射、透射和折射

2.4 超声波探伤的成像方式

2.5 本章小节

第三章 系统架构及硬件方案设计

3.1系统总体架构

3.2 系统硬件组成

3.3 本章小结

第四章 系统软件方案设计

4.1 系统操作流程介绍

4.2 开发环境介绍

4.3 系统各模块介绍

4.4 本章小结

第五章 系统展示与实验分析

5.1 系统各模块展示

5.2 实验分析

第六章 总结与展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢