Анализ и обработка сигналов при ультразвуковом контроле рельсов мобильными средствами дефектоскопии, страница 4

При оптимальной настройке на рабочую чувствительность и качественной регулировке следящей и искательной систем шумы в каналах 45°-х и РС ПЭП отсутствуют или имеют незначительный уровень. Основными «шумящими» каналами являются каналы 58°-х ПЭП. ПЭП с углом ввода 58° более чувствительны к различию структуры металла, к поверхностным микротрещинам, плохому состоянию поверхности катания головки рельса и пр. Так как в большинстве схем прозвучивания 58°-й ПЭП расположен первым по ходу движения подвижной единицы, то добавляются еще реверберационные шумы, возникающие в контактном слое между протектором блока преобразователей и рабочей поверхностью головки рельса. Как правило, эти шумы охватывают ближнюю зону, что затрудняет расшифровку результатов контроля в зоне головки рельса со стороны разворота преобразователей.

Предлагается следующий алгоритм обработки шумов в ближней зоне в каналах 58°-х ПЭП, который может быть применим и для других каналов контроля.

4.1. Обработка информации в первых N подзонах (80 мкс) по условию К из N. Если количество зарегистрированных сигналов в одном такте излучения-приема n ≥ К, то все сигналы в этой посылке не регистрируются.

4.2. Обработка информации в режиме «скользящее окно» по условию К из N. Если количество принятых сигналов в N последовательных посылках m ≥ К, то сигналы в этой пачке не регистрируются.

Расчетные модели дефектов как основа автоматизации процесса расшифровки сигналов при магнитном методе НК рельсов.

Г. А. Антипов, М. Ю. Королев*

ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, Санкт-Петербург;

*ГУП «Петербургский метрополитен», Санкт-Петербург

Рассматривается новый подход к решению проблемы автоматизации расшифровки и идентификации сигналов, формируемых дефектами при контроле рельсов магнитными вагонамидефектоскопами. На примере поперечной трещины показано, что применение расчетных моделей, обеспечивающих адекватное отображение физических процессов, происходящих при взаимодействии магнитного поля с дефектом, позволяет разработать надежные и эффективные алгоритмы обработки сигналов.

Проблема автоматизации процесса расшифровки сигналов, получаемых при контроле рельсов магнитным методом, на протяжении уже многих десятилетий остается весьма актуальной. Многочисленные попытки ее решения [1, 2] до сих пор не увенчались успехом. В [3] был дан анализ данной проблемы, рассмотрены возникающие при этом трудности и предложен новый путь, основанный на создании расчетных моделей для оценки сигналов от различных объектов рельсового пути. В частности, была описана модель температурного болтового стыка, которая предлагалась в качестве своеобразного «тренировочного» объекта для отработки аналогичных подходов при создании расчетных моделей дефектов. Настоящая работа является логическим продолжением [3] и включает в себя исследование расчетной модели для оценки сигнала, получаемого на выходе индукционного искательного датчика при проезде вагона-дефектоскопа над дефектом в виде поперечной трещины. По существу, эта модель весьма близка к модели болтового стыка, однако имеет некоторые отличия, на которые следует обратить внимание. Прежде всего, по сравнению со стыком трещина имеет значительно меньшее раскрытие. В расчетной модели это выражается в том, что для описания вторичных источников, вместо принятого в [3] распределения разноименных зарядов по торцам стыкового зазора, трещина описывается распределением одноименных зарядов в сочетании с точечными диполями. Во-вторых, для трещины роль шунтирующего элемента играют уже не накладки, а магнитная масса головки рельса, не затронутая дефектом. При этом коэффициент шунтирования определяется из соотношения магнитных сопротивлений неповрежденного и поврежденного участков сечения головки рельса по формуле

Кш = â ⋅ Sш/Sдеф , где â – магнитная восприимчивость ферромагнитного бруска: длина бруска равна расстоянию между точками перехода через нуль кривой магнитной индукции В(х) в материале рельса; ширина совпадает с шириной головки рельса; высота равна эквивалентной глубине промагничивания магнитного потока в рельс при данной скорости движения;