【正文】 頭時實現(xiàn)電信號與省心哈相互轉(zhuǎn)換的器件，時超聲探傷儀的重要組成部分。目前所用到的探頭絕大多數(shù)是利用壓電效應(yīng)原理制作的。探頭中的核心元件是壓電晶片，它的作用時發(fā)射和接受脈沖超聲波。壓電晶片是探頭的關(guān)鍵元件，其性能好壞直接關(guān)系大探頭的質(zhì)量，因而各種探頭的壓電晶片都是精心制作而成的 [2]。 通道選擇單元，通道選擇單元為 PCL724 數(shù)字 I/ O 卡，它工作在 8255 的 0工作模式，直接插到計算機(jī)的總線擴(kuò)展槽上。它的端口 C 的高四位作為踏 面組和側(cè)面組超探單元的選通信號和觸發(fā)信號，而端口 A，B 用于外圍控制，通過光耦隔離輸出至外圍設(shè)備。 高速數(shù)據(jù)采集單元為 20MHz 雙通道數(shù)據(jù)采集卡，采集卡每一通道有獨立的A/D 及內(nèi)存并同步工作，其采集速率、觸發(fā)方式分為立即觸發(fā)、提前觸發(fā)和延遲觸發(fā)，它的選擇均可在程序中設(shè)定 [10]。 進(jìn)出輪控制系統(tǒng)原理 控制原理如圖 31 所示，由按鈕 SW 控制。 圖 31 控制系統(tǒng)電路圖 電控系統(tǒng)軟件 軟件部分是該系統(tǒng)的核心之一，其總體要求時既要完成系統(tǒng)的各項功能要求，又要具有操作使用簡單，人機(jī)界面友好，可擴(kuò)展性強(qiáng)，便于維護(hù)等特點。該系統(tǒng)的整體軟件系統(tǒng)功能多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且有很好的使用性?，F(xiàn)將有關(guān)問題說明如下。 機(jī)車輪輞探傷與以往的人工超聲波探傷本質(zhì)區(qū)別在于其具有智能化的特點，既不需要現(xiàn)場工作人員的參與就能縝密地分析出探傷結(jié)果。機(jī)車輪對由機(jī)械系統(tǒng)、電氣控制等系統(tǒng)實現(xiàn)探傷過程的自動化，超聲波探傷系統(tǒng)由若干探頭、數(shù)字式超聲波探傷儀以及探頭切換裝置組成，微機(jī)控制系統(tǒng)控制探頭的選通與斷開，其測得的數(shù)據(jù)以文件的形式 實時傳入計算機(jī)，由軟件部分對其進(jìn)行分析處理 [4]。 診斷標(biāo)準(zhǔn)的文檔化，在試驗階段建立起的完整的診斷標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，缺陷的孔徑值與回波位置、回波高度、增益等條件相關(guān)聯(lián)，在 軟件設(shè)計階段要做的工作就是如何將傳輸過來的文件轉(zhuǎn)化為可用數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)帶入診斷標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，對傷情作出正確判斷。為了能夠更加主觀的觀測到缺陷的具體位置，需要在視圖上繪制出輪對的三維視圖，為了保存數(shù)據(jù)結(jié)果，還需要建立一個探傷結(jié)果數(shù)據(jù)庫，再出現(xiàn)傷情的情況下，軟件自動報警，缺陷顯示在輪對的三位示意圖上，探傷結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫 [1]。 邏輯控制部分的接口電路初始 化模塊采用 C 語言，實現(xiàn)采集通道選通、設(shè)定觸發(fā)方式、觸發(fā)采集卡工作的功能。參數(shù)輸入模塊提供輸入各種參數(shù)如輪對號、日期等信息的人機(jī)界面 [1]。 成像部分的數(shù)據(jù)采集模塊：主要是對通道信號和回波脈沖信號進(jìn)行實時采集。由于系統(tǒng)采用高頻超聲波信號作為探傷信號源，軟件對該信號采集采樣頻率必須滿足采樣定律，既系統(tǒng)采樣頻率必須大于 5MHz，選用單通道工作模式，采樣頻率為 20MHz，可以盡可能提高采樣精度，降低信號失真。高頻超聲信號的實時采集，要求系統(tǒng)對外部觸發(fā) 做出實時響應(yīng)，系統(tǒng)響應(yīng)時間必須要達(dá)到數(shù)十微秒 [11]。 5 總結(jié)與展望 該課題具有很大的使用價值，投入生產(chǎn)后，能夠極大地減少作業(yè)人員的勞動量，又可避免一些人為因素，提高工作效率，使檢測達(dá)到更高的精度，全國鐵路系統(tǒng)現(xiàn)有 2 萬多臺機(jī)車，運輸長交路的推行勢必對檢測工作提出更高的要求，課題應(yīng)用前景廣闊。機(jī)車無損探傷系統(tǒng)的研究，改變了鐵路機(jī)務(wù)系統(tǒng)手工探傷作業(yè)方式，由輪 對固定、移動探頭改為輪對轉(zhuǎn)動、探頭固定，引入自動控制技術(shù)，達(dá)到超聲波探測的完全覆蓋，節(jié)約了作業(yè)時間，提高了探傷作業(yè)的精度。隨著自動控制技術(shù)和超聲波探傷工藝的結(jié)合，逐步提高了鐵路機(jī)車探傷的自動化水平，為這一傳統(tǒng)作業(yè)的改進(jìn)做出一定的探索 [3]。 論文中設(shè)計的機(jī)車車輪無損探傷控制系統(tǒng)存在的不足體現(xiàn)在 :為保證探測的 準(zhǔn)確性，探頭和被測輪對表面的接觸程度需加強(qiáng) 。未考慮禍合劑的循環(huán)利用，以致節(jié)能方面未完全符合要求，進(jìn)而無法采用性能更符合要求但費用較高的其他耦合劑。 鐵路部門對車輪探傷工藝分得很細(xì) ， 本文主要對機(jī)車車輪輪輛 探傷做了一定的研究，尚有許多領(lǐng)域需要進(jìn)一步的研究和探索。新制輪箍探傷、在役機(jī)車輪箍 探傷、整體輾鋼車輪輪輛探傷、內(nèi)燃機(jī)車車軸不解體探傷、內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)氣門 探傷、內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)連桿探傷、內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)車軸箱彈簧探傷、內(nèi)燃機(jī)車柴 油機(jī)傳動軸花鍵軸探傷等超聲波探傷工藝，機(jī)車零部件磁粉探傷工藝，還大量的依靠探傷人員手工作業(yè)，還需要在自動探傷方面做很多的工作。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)、新方法不斷出現(xiàn)，如在機(jī)車車輪探傷過程中采用，必能大大提高檢測的精度，更好的保證鐵路行車安全。如 :利用全息照相技術(shù)查看缺陷在車輪中 存在的情況 。利用頻譜分析方法、聚焦超聲等方法進(jìn)行缺陷定性定量分析 。此外，還有電磁超聲這一非接觸的、低損耗的探傷方法?？梢灶A(yù)見的是，機(jī)車車輪自動探傷水平必將逐步提高，使用的廣闊背景必將給科學(xué)技術(shù)提供更大的應(yīng)用舞臺 [4]。 移動式輪輞輪福系統(tǒng)在現(xiàn)場應(yīng)用時，不僅要求對缺陷進(jìn)行定位操作，還要對定位后的缺陷進(jìn)行定量評價，確定缺陷對車輪造成損傷程度是否達(dá)到上報要求。除此之外，本文研究的定位算法，也存在著一些難題尚待進(jìn)行一步研究，因此本課題的后期可以開展的工作還有很多，主要涉及到以下幾個方面 : (1)定位算法具有學(xué)習(xí)能力 ，會隨著后期檢測數(shù)據(jù)量的增加，算法準(zhǔn)確率有所改善，因此還需要利用大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行訓(xùn)練。 (2) PC 檢測定位算法還存在算法盲區(qū)，需要結(jié)合具體情況對算法進(jìn)行改進(jìn)，提高定位準(zhǔn)確率。 (3)定位框大小不能自動適應(yīng)缺陷大小，后期希望改進(jìn)此項功能。 (4)自動定量評價定位后的缺陷，確定缺陷損傷程度。 參考文獻(xiàn) [1]徐賀，王經(jīng)甫，王桐 .機(jī)械電子系統(tǒng)的整合 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .2021 [2]尹志強(qiáng) .《機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計指導(dǎo)書》北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .2021. [3]王禎 .輪對超聲探傷系統(tǒng)缺陷自動定位算法研究 .[學(xué)位論文 ].重慶 .2021 [4]張建民 . 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》北京 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2021 [5]孫小美 . 超聲波輪輞應(yīng)力檢測關(guān)鍵技術(shù)研究 .[學(xué)位論文 ].重慶 .2021 [6]徐瀛主編 . 機(jī)械設(shè)計手冊 （第 5卷） .機(jī)械工業(yè)出版社 .1992 [7]王述泰 .機(jī)車車輪無損探傷控制系統(tǒng)設(shè)計 .[學(xué)位論文 ].山東 .2021 [8]矯寶法 ， 王禎 ， 高曉蓉 ， 趙波 .德國車輪輪輞超聲應(yīng)力檢測技術(shù) [J].鐵道技術(shù)監(jiān)督 ， 2021 (01): 3135 [9]Lu Hao， Liu Xuesong. Rapid and nondestructive measurement system for welding residual stress by ultrasonic method[J]， CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING. ， ， 2021:9193 [10] .無損探傷 [J]， 1999 (02): 2229 [11]高靜濤 ， 戴立新 ， 王澤勇 .輪對狀態(tài)動態(tài)檢測系統(tǒng)應(yīng)用綜述 [J].鐵道技術(shù)監(jiān)督 ， 2021(7): 1012 附件：系統(tǒng)裝配圖