基于超聲波技術的動車組線路連接器侵水量檢測研究.pdf

1、動車組列車底部多個傳感器的線路連接器由于各種原因有水汽侵入，水汽在連接器內積少成多，水位到達一臨界值會造成線路短路，進而影響到列車行車安全。因此對連接器內水位狀態(tài)的檢測至關重要。本論文采用超聲檢測的方法進行研究。超聲檢測方法具有靈敏度高、檢測速度快、檢測時間短的優(yōu)點，可以快捷、方便地檢測出連接器內水位狀態(tài)，以指導檢修工人排水作業(yè)，減輕工人工作量，提高連接器使用壽命。本文研究的具體工作如下:
　　首先，基于連接器實體結構和工況，選擇

2、脈沖反射法進行研究。基于聲波在固體和液體中的傳播理論，推導出超聲在連接器與水（空氣）界面的聲壓反射系數(shù)，得出超聲在不同界面反射回波能量具有顯著差異，從而選出超聲波能量作為超聲檢測的參考值。
　　其次，建立了連接器有限元模型，對連接器滿水位、半水位、無水三種狀態(tài)分別進行仿真，獲得其回波波形，計算出回波信號能量值，比較不同狀態(tài)回波信號能量的區(qū)別，驗證了理論計算的正確性。并對有限元模型施加不同超聲頻率，比較不同頻率下回波波形特點，選出適

3、合連接器的超聲檢測頻率。
　　然后，通過高斯聲束模型，推導出圓形探頭聲場在固體中分布的表達式，基于MATLAB編程，計算不同頻率、不同直徑超聲探頭的聲場分布，并對計算結果進行了可視化處理，總結出探頭激發(fā)頻率和直徑對聲束指向性、近場長度的影響規(guī)律。根據(jù)仿真結果以及連接器的尺寸選擇合適的超聲探頭直徑，為下一步檢測試驗的傳感器選型提供了理論依據(jù)。
　　最后，設計滿水位、3/4水位、半水位、1/4水位、無水狀態(tài)檢測試驗，運用pock