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超声波传感器在铁路钢轨探伤中的应用

〔上海动化学院测仪器上海200072〕

摘要：无损检测(Nondestructivetest，NDT)是指不破坏和损伤受检物体，对其性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。无损检测技术是提高产品质量，促进技术进步不可缺少的手段，特别随着新材料、新技术的广泛应用，各种结构零件向高参量、大容量方向开展，不仅要提高缺陷检测的准确率和可靠性，而且要把传统的无损检测技术和现代信息技术相结合，实现无损检测的数字化、图像化、实时化、智能化。

关键词：无损检测；超声波；精度

TheapplicationofUltrasonicsensorsintherailwayrailflawdetection

(SchoolofMechatronicEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)

Abstract:NDT(Nondestructivetest)isakindofdetectiontechnologywhichtestdetectionwithoutdamagingcomponent.Nondestructivetestingtechnologyimprovestheproductqualityandistheindispensablemeanstopromotetechnologicalprogress.Especiallywiththewideapplicationofnewmaterialsandnewtechnology,thepartsofvariousstructuredevelopinthedirectionofhighparameter,largecapacity.Weshallnotonlyimprovetheaccuracyandreliabilityofdefectsdetection,butalsoimprovethetraditionalnondestructivetestingtechnologywithmoderninformationtechnology,torealizethecombinationofdigitalization,visualization,real-time,andintellectualizationofnondestructivetesting.

Keywords:Ultrasonic;flawdetection;accuracy

工业上常用的无损检测方法有五种：超声检测(UT)、射线探伤(RT)、渗透探查(PT)、磁粉检测(MT)和涡流检测(ET)。其中超声检测是利用超声波的透射和反射进行检测的。超声波可以穿透无线电波、光波无法穿过的物体，同时又能在两种特性阻抗不同的物质交界面上反射，当物体内部存在不均匀性时，会使超声波衰减改变，从而可区分物体内部的缺陷。因此，在超声检测中，发射器发射超声波的目的是超声波在物体遇到缺陷时，一局部声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，精确地测出缺陷来，并显示出内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。

超声检测作为一种重要的无损检测技术不仅具有穿透能力强、设备简单、使用条件和平安性好、检测范围广等根本性的优点外，而且其输出信号是以波形的方式表达。使得当前飞速开展的计算机信号处理、模式识别和人工智能等高新技术能被方便地应用于检测过程，从而提高检测的精确度和可靠性。

超声波无损探伤(NDI)是超声无损检测的一种开展与应用，其设备有：超声探伤仪、探头、藕合剂及标准试块等。其用途是检测铸件缩孔、气泡、焊接裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度测定。

超声无损检测在最近几十年中得到了较大的进展,它已成为材料或结构的无损检测中常用的手段。由于超声检测可以在线进行、超声波对人体无害又不改变系统的运行状态，因此，在材料或结构的无损检测中得到了广泛的应用。

2.超声探伤原理

超声探伤是无损检测的主要方法之一。它能非破坏性地探测材料性质及内部和外表缺陷(如裂纹、气泡、夹渣等)的大小、形成和分布情况，具有灵敏度高、穿透力强、检测速度快和设备简单、本钱低等一系列特点。

2.1?根本原理

超声波探伤具有反射和透射两种方法。其中反射方法精确度较高。图1是脉冲回波探伤仪原理图。脉冲发射器通过探头将超声波短脉冲送入试件，当回波从试件的缺陷或边