铁路运输对国民经济的发展有着重要的意义。在大力提高铁路运输能力,加快铁路速度的同时,必须保障铁路运输安全运行。疲劳裂纹、焊缝缺陷是铁路设施部件多发的故障之一,应采用先进的技术手段对其进行高效而可靠的检测,实现潜在事故的早期预报,做到防患于未然。 涡流检测作为五大常规无损检测方法之一,与其它几种方法相比,它具有容易实施,检测速度快,对表面及近表面缺陷非常敏感,无需除去表面涂层,因此特别适合于处于恶劣工作环境下设施的检测。针对铁路上疲劳裂纹等问题,本文深入地研究了用电涡流方法实现对表面裂纹的检测。 论文首先分析了裂纹检测的几种方案,结合铁道设施结构特点、运营环境,对这几种方案进行了对比,从而确定了采用便携式涡流检测仪进行探伤。接着介绍了涡流检测原理,基于电磁场理论推导了相关的重要公式。阐述了阻抗分析法,并用其分析了影响检测线圈阻抗变化的几个因素。推导了放置式探头线圈的特征频率,为检测频率的选择提供了参考。 在传感器设计中,本文在分析和借鉴现有一些性能较好的探头所采用的结构形式的基础上,通过实验反复修正,得到一种高性能的传感器。并通过大量实验分析确定了各因素对传感器一些性能的影响,为探头线圈尺寸提供了优化。最后采用正交试验设计方法选定了各参数的合理组合,完成了传感器的总体设计。 在硬件设计方面:为了提高灵敏度,通过数学推导设计传感器信号变换电路中的各个参数,并给出了各参数的求取公式,并给出了检测系统激励源、信号调理、单片机系统、显示报警等模块的硬件设计。在软件设计方面:采用模块化软件设计方法,分析了每一个模块的程序流程图,并进行了软件设计。 涡流检测探伤测试仪经过实际应用检验,达到了预期的目标。本文最后对全文的工作进行了总结,并对今后的有关研究工作进行了展望。