ما جين شنغ 1، واجهة وو 1، 2 Huoji وى، دوان هان هان، LIU زي 2

(مكتب 1 تاييوان للسكك الحديدية، وتاييوان 030013؛ 2. الالكترونية وهندسة المعلومات، جامعة بكين جياوتونغ، بكين 100044، الصين)

متعدد التردد الإثارة الكهرومغناطيسية مبدأ السكك الحديدية الكهرومغناطيسي للالحث الكهرومغناطيسي تطبيق كاشف يمكن الكشف عن عيوب السكك الحديدية والشقوق السطحية، عيب الكشف عن نظام الصك تضم جهاز استشعار الكهرومغناطيسي، إشارة الإثارة وحدة المعالجة الإستخلاص الكهرومغناطيسية، وهيكل أداة تأثير الميكانيكية، وحدة الاتصالات وأداة رصد جهاز الكمبيوتر. FPGA لأداة معالجة الإشارات الأساسية، لتحقيق الكهرومغناطيسي جيل إشارة الإثارة والتضخيم، والإستخلاص من تكييف إشارة الكشف، والضرر السكك الحديدية ومقتطفات المعلومات المرسلة إلى الكمبيوتر الرصد من خلال شبكة إيثرنت. الشاشة شاشة الكمبيوتر لتحقيق المعلومات الضرر السكك الحديدية والتخزين وضبط الصك. الاختبار الميداني، وأداة قادرة على الكشف عن الوقت الحقيقي للأضرار سطحية للسكك الحديدية، لديها احتمالات جيدة للالتطبيق الميداني.

كشف الكهرومغناطيسي السكك الحديدية، الكهرومغناطيسية تدميري اختبار، ومعدات اختبار، وFPGA، المستخلص

TP23

كود الوثيقة: A

10.16157 / j.issn.0258-7998.2016.11.014

شكل الاقتباس الصيني: ما جين شنغ، واجهة وو، هوه جى وى، الخ السكك الحديدية الكهرومغناطيسي تنمية كشف عن الخلل والاختبار الميداني التكنولوجيا الالكترونية، 2016،42 (11): 56-58،65.

الإنجليزية شكل الاقتباس: ما جين شنغ، يو Guiwu، هوه جى وى، وآخرون. تطوير الكهرومغناطيسي صك التفتيش السكك الحديدية والاختبار الميداني .Application من تقنيات الالكترونية، 2016،42 (11): 56-58،65.

0 مقدمة

السكك الحديدية كشف العيب هو عمل مهم من هندسة السكك الحديدية يعمل الإدارات لكشف شامل وفي الوقت المناسب من الضرر السكك الحديدية يرتبط ارتباطا مباشرا لسلامة النقل بالسكك الحديدية. المبدأ للتكنولوجيا الحالية ويشمل السكك الحديدية الكشف عن الصوت والضوء والكهرباء والمغناطيسية والحرارة والإشعاع، الخ ، حيث أن تكنولوجيا الكشف عن الخلل بالموجات فوق الصوتية على أساس مبادئ السكك الحديدية الصوتية من مجال السكك الحديدية حاليا تستخدم على نطاق واسع، ومعظم تقنية مهمة يمكن الكشف عن السكك الحديدية تعدد العيوب الداخلية . ومع ذلك، فإن الموجات فوق الصوتية طريقة الكشف عيب على أساس مبدأ انعكاس الموجات فوق الصوتية، منطقة ميتة في الكشف عن العيوب السطحية في السكك الحديدية، في غضون 5 ملم من المنطقة منخفض جدا قرار التفتيش بالموجات فوق الصوتية السطحية المسافة التقريبية السكك الحديدية، وحتى غير حساس لعيوب. للعيوب السطح السكك الحديدية والطرق الضوئية القائمة على آلة التفتيش رؤية تطبيقها تدريجيا في السنوات الأخيرة، ويمكن تحديد هذه الطريقة من خلال التعرف على الصور من الأضرار التي لحقت سطح السكك الحديدية. ومع ذلك، وسائل بصرية لدفن السطح الداخلي ولكن لا يمكن الكشف عن وجود خلل. الكشف عن المبدأ الطرق المغناطيسية المختلفة متكاملة والموجات فوق الصوتية رؤية الجهاز طريقتين، قد يتم إنشاء مبدأ الحث الكهرومغناطيسي إشارة الإثارة الكهرومغناطيسية في السكك الحديدية الدوامة الحالية سطحية، عندما السكك الحديدية الداخلي هو معيب، والمجال المغناطيسي ولدت بمشيئة الدوامة الحالية تغيرت عن طريق تغيير كمية من المجال المغناطيسي للالإستخلاص يمكن استخلاصها إلى حد عيوب السكك الحديدية. السكك الحديدية كشف طريقة الحث الكهرومغناطيسي هو أول من اقترح طريقة للكشف عن السكك الحديدية، ولكن دائرة كاشف الكهرومغناطيسية لديها حساسية عالية وإشارة لمتطلبات نسبة الضوضاء، لم يتم استخدامها بشكل جيد. في السنوات الأخيرة، مع تطوير الدوائر المتكاملة والمكونات الكهرومغناطيسية والتكنولوجيا معالجة الإشارات الكشف الحديثة، الكهرومغناطيسي كشف السكك الحديدية عيب المزيد والمزيد من الاهتمام من الباحثين المتحدة .

داتونغ-تشينهوانغداو السكك الحديدية هو أول من خط الفحم طاقتها خط مزدوج جديد المكهربة، وصلت إلى أعلى الحجم السنوي 450 مليون طن، هو أكبر حجم في العالم من خط للسكك الحديدية في العام الماضي. كبير خط قدرة السكك الحديدية مما يؤدي إلى الأضرار التي لحقت احتمال كبير لحدوث وصيانة السكك الحديدية الكبيرة، بنشاط استكشاف تقنيات جديدة لهذا الغرض مجموعة متنوعة من كشف السكك الحديدية الخلل، وضعت الكهرومغناطيسي للكشف عن السكك الحديدية عيب.

1 تصميم النظام

وضعت ورقة يتم اعتماد أحد الكهرومغناطيسي للكشف عن السكك الحديدية عيب من قبل وحدة الاستشعار البعيدة دوللي، إشارة تجهيز رصد جهاز الكمبيوتر (4) وأجزاء الهيكل، والهيكل هو مبين في الشكل.

عربات للكشف عن تحميل معالجة الإشارات الشاسيه والأجهزة الأخرى، وجهاز استشعار الكهرومغناطيسي يمكن الكشف عن الكشف عن عيب على طول السكك الحديدية. عند اختبار، وأربع عجلات عربات المطلوبة تسطيح، بحيث عند الكشف عن جهاز استشعار أداة قد تكون موازية لخطوط السكك الحديدية ويحافظ على مسافة ثابتة. أثناء النقل، وأربع عجلات عربات يمكن تعديلها إلى الوضع العمودي لنقل الصك. يقع مستشعر عربات نديربودي البعيدة، تثبيت ما مجموعه ثلاثة، وتقع على الجانب من السكك الحديدية، يسار، يمين ثلاثة اتجاهات، بحيث الضرر الذي يمكن أن يتم الكشف عن ثلاثة أسطح القضبان. نظام معالجة الإشارات من الهيكل معالجة الإشارات التي شنت، هي المسؤولة عن معالجة وتكييف الاستشعار استشعار الإشارات. اختبار الموظفين للسيطرة على الصك خلال اختبار عن طريق مراقبة الكمبيوتر، واختبار وعرض الرسم البياني البيانات وتحليلها وتخزينها ونقلها عن بعد.

، وتحول الصك على، المشغل ينشط الكشف من خلال مراقبة برامج الكمبيوتر، إشارة البرمجيات الإثارة لتوليد إشارة مركب تجهيز المجلس قيادة FPGA الصادرة عبر إيثرنت، إشارة بعد مكبر للصوت محرك الإثارة على لفائف الإثارة السكك الحديدية 2 أجهزة الاستشعار توليد الإثارة المجال الكهرومغناطيسي. في حين أن أجهزة الاستشعار في الكشف عن لفائف المجال اقتران الاستقرائي عن طريق التضمين الخلل من خلال وصول تكييف إشارة مجلس FPGA ل demodulate مجلس معالجة الإشارة، والسكك الحديدية عيب استخراج المعلومات التوصيف، ومن ثم إلى الكمبيوتر الرصد من خلال نقل المعلومات الضرر إيثرنت، اكتمال المعلومات الضرر تخزين العرض ونقل عن بعد.

2 تصميم أداة نظام الأجهزة

ويشمل نظام الأجهزة عيب أساسا نظام معالجة الإشارات والكمبيوتر الرصد، حيث نظام معالجة الإشارات هو جوهر الصك. نظام معالجة الإشارات الصك هو مبين في الشكل (3)، ونظام يتكون أساسا إشارة تجهيز FPGA متنها، متعدد القنوات تحويل الطاقة متن الطائرة، لوحة تكييف الإشارات التناظرية، ADC، DAC وحة واجهة، وبطارية ليثيوم.

لضمان الوقت الحقيقي معالجة الإشارات، معالجة الإشارات باستخدام تصميم FPGA، تصميم رقاقة XILINX Kintex7 XC7K325T FPGA، ورقاقة 326 يوفر 080 خلايا المنطق، 830 DSP شرائح عشر الموزعة و4 MB RAM، إشارة من الصك يوفر العلاج الموارد الكافية. وADC وDAC وحة واجهة FPGA DDS إنشاء البيانات إلى الناتج الإثارة التناظرية، بعد تكييف إشارة الحث الكهرومغناطيسي في إخراج الإشارات الرقمية المقابلة؛ تكييف إشارة هو المسؤول عن الكهرومغناطيسي تضخيم إشارة تحريض وتصفية الدقة، ليثيوم المسؤولة عن امدادات الطاقة نظام الأجهزة بأكمله؛ شاشة الحاسوب وجود وظيفة شبكة الاتصالات ونقل البيانات FPGA من خلال الشبكة.

الانتعاش، الإستخلاص ونقل البيانات التي تنفذها FPGA، مع خصائص الوقت الحقيقي جيدة، ولكن كمية كبيرة من البيانات، وذلك لتحديد نقل البيانات إيثرنت. الاتصالات إيثرنت FPGA عادة ثلاث طرق: (1) ثلاثي وضع واجهة إيثرنت وضع الأساسية IP (كور للملكية الفكرية)؛ (2) LwIP وضع مكدس البروتوكول، (3) فيريلوج HDL وضع البرامج المباشرة. النظر في تصميم البرمجيات المرونة والكفاءة في تنفيذ، ونحن نستخدم الأساليب الثلاثة الأولى، وهي تنفذ مباشرة بواسطة البرمجة فيريلوج HDL. يمكن تخصيص هذا الأسلوب لتحقيق الوظيفة المطلوبة والكفاءة العالية وتوفير الموارد على رقاقة.

تصميم البرمجيات 3 صك FPGA

كشف يولد اكتساب إشارة الإثارة، الإستخلاص، مبرمجة من قبل تجهيز ونقل بعد فيريلوج HDL تنفيذها على FPGA. بعد تشغيل النظام على، ينقل الكمبيوتر مراقبة الأمر بداية لFPGA FPGA التي كتبها إيثرنت، وبعد ذلك، يبدأ أداة لتوليد إشارة تناظرية الإثارة، والاستشعار تحليل الاشارات الملف واستخراج البيانات، والنقل.

إشارة تناظرية أدوات الإثارة هو شرط موجة 16 بت إشارة رقمية لأول مرة من قبل خوارزمية DDS FPGA التوليف؛ ثم تحويلها بقرار DAC AD9777 التناظرية تحفيز انتاج 16 بت. بعد الكشف عن إشارة من تكييف إشارة من القرار 14 بت من ADC ADS62p45 إلى إشارة رقمية للوصول إلى FPGA. علما بأن في ADC مسبق، DAC واجهة مجلس العمل، لا بد من تكوين مع وضع تشغيل ADC وDAC من قبل شرائح FPGA على مدار الساعة من خلال واجهة SPI.

بعد تلقي إشارة رقمية من ADC FPGA للقيام الاتحاد الفرنسي للتنس تحويل الإستخلاص، ثم تم استخراج عن طريق اختيار البيانات تلف وحدة. المعلومات المستخرجة من الاصابة بعد مخبأ DDR3، والبيانات إيثرنت لمراقبة شاشة الكمبيوتر والتخزين. DDR3 الذاكرة المؤقتة المسؤولة مؤقتا لتحويل النطاقات على مدار الساعة والبيانات.

عند تلقي البيانات، demodulating مصادفة استثناء، FPGA يولد رمز خطأ، وعاد من قبل إيثرنت إلى الكمبيوتر للكشف عن خطأ تحديد المواقع، وتصحيح الأخطاء. وفي الوقت نفسه، يرسل الكمبيوتر المعلومات الكشف عن إعادة تعيين عن طريق الإيثرنت، FPGA إجراءات إعادة تشغيل على الفور لمنع الكشف عن انقطاع.

4 مراقبة تصميم برامج الكمبيوتر

التفاعل بين الإنسان والكمبيوتر حساب البرمجيات باستخدام C # تصميم اللغة، يستخدم المترجم مايكروسوفت البصرية ستوديو 2015، تصميم واجهة البرنامج يستخدم مايكروسوفت الجيل المقبل من شكل العمارة التعبير WPF (نوافذ العرض مؤسسة) لتصميم ويوفر برنامج الأغذية العالمي نموذج موحد البرمجة التي روافع في جميع وظائف أجهزة الرسومات الكمبيوتر الحديثة التقليدية .

وتشمل مهام مراقبة البرامج تعليمات الرقابة الإرسال والاستقبال، ومجموعة ميزة ورقاقة سجل التكوين قيمة عنوان، إيثرنت اختبار لنقل البيانات، واختبار لتخزين البيانات وتحليل البيانات. عملية هو مبين في الشكل.

5 التجارب وتحليل

السكك الحديدية عيب اختبار ميداني للكشف عن نموذج أولي الكهرومغناطيسي في تاييوان السكك الحديدية مكتب الأشغال العامة الشاي قفص الاتهام داتونغ-تشينهوانغداو السكك الحديدية والسكك الحديدية مثل الضرر الذي قمنا به على الكثير من التجارب الاختبار. واحدة من التجارب يتم توفيرها في الضرر FIG القضبان 5 (أ) هو مبين في الشكل 2 عيوب سطحية وعيب 1 تدل عيب 2. نموذج اختبار الكشف باستخدام منحنى هو مبين في الشكل (5) (ب) هو مبين في الشكل.

FIG 5 (ب)، ومنطقة بيضاوي الشكل A، B، C للكشف عن الضوضاء، وهذه البيانات ارتفاع الضوضاء المعالجة مرشح متوسطي لمرشح من التقلبات في مساحة مستطيلة الشكل هو مبين في الأرقام D و E تتوافق على التوالي لFIG. 5 (أ ) 1 و 2 العيوب. يشار إلى نموذج منحنى اختبار البيانات الخام، ويمكن التعامل معها من قبل خلل البرمجيات. تتميز رسم البيانات الضرر السكك الحديدية يمكن أن ينظر إليه، لا يمكن للأداة تصميم نموذج مراقبة هذه العيوب اثنين على نحو فعال.

6. الاستنتاجات

كما المستخدمة هنا، الكهرومغناطيسي السكك الحديدية الكشف عن نموذج أولي تصميم عالية السرعة الإثارة تنفيذ FPGA، وجمع demodulated إشارة، واختبار لنقل البيانات من خلال شبكة إيثرنت لمراقبة كشف دوللي الكمبيوتر، وتحليلها في الوقت الحقيقي. تظهر الاختبارات الميدانية التي كشف الكهرومغناطيسي لها القدرة على الكشف عن السكك الحديدية السكك الحديدية عيوب سطحية. ولاحق الكشف عن جهاز استشعار النموذج الأمثل لتصميم وإنتاج نماذج محددة لقياس مستوى الضرر المعايرة.

مراجع

PAPAELIAS M، S KERKYRAS، PAPAELIAS F، وآخرون al.The مستقبل تكنولوجيا التفتيش السكك الحديدية ومشروع INTERAIL FP7 المؤتمر السنوي .51st من المعهد البريطاني للغير المدمرة اختبار 2012،2012: 148-156.

أكسويمي. NDT التكنولوجيا وتطبيقاتها من السكك الحديدية تشنغدو: جنوب غرب جياوتونغ جامعة أكسفورد، 2010.

ليو زي، لي ون شيويه Fangqi، وآخرون al.Electromagnetic التصوير المقطعي التفتيش السكك الحديدية عيب المعاملات .IEEE على مغناطيسي، 2015،51 (10).

YIN W L، صياغة PEYTON A J.Sensitivity بما في ذلك آثار سرعة لأنظمة الحث الكهرومغناطيسي المعاملات .IEEE على مغناطيسي، 2010،46 (5): 1172-1176.

تيان يون، هسو ون بو دليل عملي تطوير .Xilinx FPGA بكين: مطبعة جامعة تسينغهوا، 2013.

KOZMINSKI مؤسسة A.Windows العرض التقديمي (WPF) تكنولوجيا تلبي تحديات تصميم واجهة المشغل في الاختبار التلقائي .Proceedings من IEEE AUTOTESTCON 2012، 2012.

مزايا العضوية في نهاية العام بعد التمديد!