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数字信号分析在钢轨超声检测系统中的应用 摘要：铁路运输在我国的交通运输系统中占据着非常重要的地位，因此如何保证铁路运输的安全是一个非常重要的课题。其中对铁路钢轨的定期检测是保证铁路运行安全的重要保障之一。便携式的钢轨超声探伤仪是我国目前铁路钢轨检测的主要手段。本文在认真调研和深入分析的基础上，对超声波技术的发展与现状、研究方法、已有成果和存在问题进行论述。 关键词：数字信号，铁路钢轨，超声波技术，钢轨超声探伤仪 Abstract：Railage takes a very important role in the system of traffic，SO regularly testing the rail is one of main methods to guarantee the safe of railage．A portable instrument wim ultrasonic to detect the rail is the main means used for testing the railroad in China nowadays．This type of instrument is based on analog technology．It Can only process the collected ultrasonic siud simplely and is not easy to use．In this paper, through careful research and in-depth analysis, based on ultrasound technology development and current status, research methods, achievements and existing problems have been discussed. 关键词：数字信号，铁路钢轨，超声波技术，钢轨超声探伤仪 Key words：Digital signals, railway rails, ultrasonic technology, ultrasonic rail flaw detector 第一章 绪论 现代工业的不断发展使得对物体内部缺陷的检测技术在国民经济发展中显示出越来越重要的地位。超声无损检测技术随着计算机和微处理器技术、数字信号处理技术及集成电路(Ic)技术的发展，在几乎所有的工业和医疗部门得到了广泛的应用。由此可见，超声无损检测技术的发展是提高我国工业企业经济利益，推进我国工业化进程，发展生产力的重要技术手段。本章内容简要介绍了超声无损检测的发展历史及发展现状，并结合国内外钢轨超声检测技术的发展和存在的问题，提出了本课题的研究意义。 1．1超声检测技术的历史和发展现状 超声检测是指超声波在被检材料中传播时，根据材料中缺陷所显示的声学性质对超声波传播的影响来检测其缺陷的方法。利用声波检测的方法在很早以前就被人类所采纳，例如敲打物体听其声音来判断被检物体是否有损伤就是一种原始的检测手段。钢轨的手工检查就是这种方法的沿袭。而真正应用超声波进行检测是近半个世纪的事情，尤其在第二次世界大战爆发后，超声波探伤技术得到了迅速发展。从1936年德国研制了穿透法探伤仪后。许多工业发达国家采用A型脉冲反射式探伤仪进行钢铁、造船和机械制造中的探伤。50年代后期超声检测已在医疗领域内被广泛应用。我国从50年代开始引进超声探伤技术，40多年来发展很快尤其在固体中缺陷对声波散射理论研究上；在电磁超声、高温检测、表面波、板波探伤技术上；在通用型、便携式、多通道和C扫描成像探伤仪的开发应用上，达到了国际先进水平。 近年来超声探伤技术对材料性能的检测和评价；电磁超声、激光超声、空气耦合超声等非接触超声探伤技术的发展；高频超声对陶瓷材料、集成电路和低密度芯片粘结材料的探测；以及采用微波处理技术，对超声波探伤仪进行自动选择探测参数，校准操作工艺，判断检测结果，记录和存储检澳0数据取得的显著进展；使超声探伤技术进入了全新阶段。超声探伤的主要优点有： 一、穿透能力强，可测厚度大，一般可达数米，是所有无损探伤方法中检测厚度最大的。 二、检测灵敏度高，当一个存在于钢中的空气分层厚度为1016Inm时，反射率已有21％，当厚度为10。5mm时，反射率可达到94％，其检测灵敏度居所有无损检测方法之首。 三、可适用多种波形、各种探头作不同方向的探测，能探测出工件内部和表面各种取向的缺陷。 四、指向性好，能方便、正确地对缺陷定位。随着成像技术的发展，缺陷的定位、定量更加准确和直观。 五、检测速度快，费用低。即使手工操作，超声波探伤的速度也比其他方法快，且无需防护和固定工作场所。实施时仅损耗少量电能和耦