發(fā)布時(shí)間：2020-10-27 23:04

　　 超聲鋼軌探傷是一個(gè)十分重要的課題,它決定著鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩ｈF道部規(guī)定定期需要對鐵路進(jìn)行探傷檢測。尤其對于高鐵,高鐵在晚上是不運(yùn)行的,即每晚都需要對高鐵進(jìn)行探傷檢測,高密度的探傷檢測要求高精度檢測的效果。而在鋼軌探傷檢測中,由于檢測信號采用線性調(diào)頻信號,檢測結(jié)束后對探傷結(jié)果進(jìn)行分析時(shí)存在直達(dá)波干擾。因此有必要研究適合超聲鋼軌探傷的直達(dá)波抑制方法。當(dāng)使用自適應(yīng)濾波器對接收信號進(jìn)行直達(dá)波抑制處理時(shí),濾波器參考信號的選取決定著自適應(yīng)濾波算法的性能以及直達(dá)波抑制的效果。由于參考信號是用來擬合直達(dá)波的,參考信號與接收信號中直達(dá)波成分強(qiáng)相關(guān)時(shí),直達(dá)波濾除會有較好的效果。所以,本文重點(diǎn)在于如何擬合出與接收信號中直達(dá)波成分最相關(guān)的參考信號,主要貢獻(xiàn)在于:1.針對使用另一路接收信號模擬參考信號所帶來的問題,即沒有利用先驗(yàn)知識模擬、自適應(yīng)濾波器兩路輸入中的反射波成分比較相似;以及人為估計(jì)直達(dá)波成分模擬參考信號所帶來的參考信號與直達(dá)波相關(guān)性不夠大的問題。本文研究了一種基于插值互相關(guān)的參考信號選取算法,利用發(fā)射信號加上插值互相關(guān)算法,模擬出的參考信號有效解決了傳統(tǒng)參考信號選取方法沒有利用先驗(yàn)知識模擬、參考信號與直達(dá)波相關(guān)性不大等問題。2.不同于探地雷達(dá)直達(dá)波分離的是,鋼軌探傷所使用的超聲信號比探地雷達(dá)所使用的電磁信號波長更長,對信號進(jìn)行采樣并利用自適應(yīng)濾波器分離直達(dá)波時(shí)容易引入采樣估計(jì)誤差。針對上述問題,本文研究了一種采樣率遍歷法結(jié)合插值互相關(guān)算法的方法,有效解決了因超聲信號波長較長所引入的采樣估計(jì)誤差的問題,進(jìn)一步提升直達(dá)波抑制精確度。3.為了能夠簡單方便地模擬實(shí)際鋼軌探傷場景中的直達(dá)波抑制效果,基于上述方法,參與研制了一套基于超聲鋼軌探傷的軟硬相結(jié)合的檢測系統(tǒng),完成了對該系統(tǒng)的測試,并針對實(shí)際鋼軌探傷場景下進(jìn)行了模擬直達(dá)波抑制實(shí)驗(yàn),并對比了本文研究的參考信號選取方法與傳統(tǒng)參考信號選取方法下的直達(dá)波抑制效果,并取得了良好的對比效果,驗(yàn)證了本文所研究的方法的可行性。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U213.43;TG115.285
【部分圖文】：

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短脈沖在異質(zhì)界面不同時(shí)因而聲阻抗不波到固體內(nèi)部并分析來自固體內(nèi)部缺陷物件缺陷的深度、性質(zhì)以及大小情況。及超聲檢測的部分都基于脈沖反射法來號的選擇號與線性調(diào)頻（LFM）信號中，研究人員主要使用回波幅度法來獲守恒定律，信號越呈現(xiàn)一個(gè)衰減的過程包絡(luò)

如圖 2-5(a)所示，直達(dá)波與反射波在時(shí)域上沒有發(fā)生重疊，因?yàn)橹边_(dá)波的持續(xù)時(shí)間短，直達(dá)波接收完了以后，反射波才陸續(xù)到達(dá)，即2 1t t，這個(gè)時(shí)候可以用門限法簡單的處理直達(dá)波；相反，如圖 2-5(b)所示，直達(dá)波還沒有接收完畢，反射波就已經(jīng)開始接收了，即2 1t t，這個(gè)時(shí)候簡單的用門限法就不行，因?yàn)榘阎边_(dá)波濾除的同時(shí)也把反射信號和直達(dá)波重合的那部分也濾除了。而使用線性調(diào)頻信號的時(shí)候，這種重合的情況就經(jīng)常發(fā)生。由于大多來直達(dá)波是發(fā)射探頭直接傳到接收探頭，經(jīng)歷路程短，也有少數(shù)來自外界物體表面的直接反射，所以接收探頭收到的直達(dá)波的幅度衰減很小，而缺陷反射波經(jīng)歷了較長時(shí)間的傳播，幅度根據(jù)能量守恒定律，是會不斷衰減的，因此直達(dá)波和缺陷反射波相比的話，直達(dá)波能量就高很多，缺陷反射波的能量很低，導(dǎo)致反射波在直達(dá)波中看不出來，造成本末倒置，影響鋼軌探傷效果。因此，從接收信號里分離直達(dá)波就顯得尤為重要了，因?yàn)檫@直接影響超聲鋼軌探傷的精度，影響千萬人的安全。t
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2859199