一、基于TMS320C6201的钢轨超声波探伤系统（论文文献综述）
张羽含[1]（2020）在《基于多核DSP的超声断轨实时检测系统》文中研究表明我国铁路运输目前是国民经济命脉中重要的一环,其安全性关乎着我们每一个人的生命财产和利益。钢轨长期露天暴露,在机车车轮反复滚动下容易断裂。因此,如何提高钢轨断轨检测的实时性、准确性和稳定性便是一项重要的研究课题。本文提出了一种基于多核DSP的超声断轨实时检测系统。根据超声导波传播的特性,针对传统单脉冲激励检测距离分辨力低的问题,引入二相编码中的Barker编码作为发射信号调制方式来提升发射信号的平均功率。针对现有特征信号处理方式存在的问题,根据多核DSP特性,提出多算法多核并行处理分析接收特征信号的信号处理模式。首先,为保证特征信号在长距离检测中的分辨力,选用匹配滤波器作为脉冲压缩方法对接收信号进行处理,通过Matlab仿真分析验证其可行性,针对脉冲压缩结果存在距离旁瓣可能会影响检测结果的问题,提出加窗函数和对匹配滤波器进行改进两种方法进行旁瓣抑制。通过Matlab对不同种窗函数的特性以及仿真效果进行对比,选择布莱克曼窗作为加窗方式;对比加权匹配滤波器和最小二乘逆滤波器的旁瓣抑制效果,最终选择加权匹配滤波器作为匹配滤波改进方法。在仿真环境下,改进后的脉冲压缩结果主瓣峰值几乎不受影响,旁瓣峰值水平降低了 28.14dB。其次,考虑到断轨检测在列车通过时受到的影响,为了进一步增加整个系统的实时性和可靠性,提出能量频谱分析算法处理信号来辅助断轨检测判断。最终,结合脉冲压缩算法以及能量频谱分析算法,设计出对接收信号两种算法并行处理分析的信号处理模式进行断轨检测。论文完成了系统软硬件设计,并进行了现场实验,实验结果表明,脉冲压缩算法能够有效提升超声导波接收特征信号的幅度和检测分辨力,结合能量频谱分析,能够有效实时地判断出轨道处于空闲、占用和断轨中哪一种状态。
于国海[2]（2018）在《基于FPGA信号处理的电磁超声轨道无损检测》文中研究说明随着铁路里程和运力的不断增长,我国轨道交通安全监测压力日趋增加,对钢轨无损探伤的需求也迅速增加,目前钢轨无损探伤的主流技术是传统的压电超声技术,其探伤速度已经发展到接近极限。近年来由于电磁超声技术（Electromagnetic Acoustic Technology,EMAT）的发展,该技术相对压电超声探伤速度快的优势日益突出。但EMAT有电磁超声传感器换能效率低,信号微弱的缺点,此外,EMAT的高速无损探伤优势需要高速信号处理的支持,这些问题在一定程度上限制了EMAT在钢轨无损检测上的应用。本论文从电磁超声传感器和电磁超声信号处理两个方面出发,对电磁超声钢轨无损探伤系统的进行了综合研究和试验验证,完成了满足应用性能要求的电磁超声传感器及其信号处理算法。具体研究内容与成果如下:本文利用GUIGUW对Lamb电磁超声传感器的频散特性进行了理论计算,并利用COMSOL多物理场有限元分析软件对当前研究相对较少的Lamb波和SV斜入射电磁超声传感器进行了模型建立和仿真分析,根据仿真结果对这两类传感器结构进行了研究和优化,设计完成了Lamb波和SV斜入射电磁超声传感器。本文设计并通过FPGA实现了小波降噪算法,解决了电磁超声信号小,信噪比低的问题。通过对电磁超声信号的降噪处理过程的算法仿真,证明了与一般的信号降噪处理算法相比,本文设计的小波阈值降噪算法,信噪比最高提高了16.2 d B。同一般小波算法相比,本文采用的FPGA抽取和插值滤波器实现方法结构简单,运算量显着减小,能够满足信号处理实时性的要求。本文搭建了的专用试验平台,实际验证了设计完成的电磁超声传感器和小波降噪信号处理算法。实验结果表明,本论文设计的传感器和算法都能很好完成满足钢轨无损探伤的性能要求。
李宜[3]（2017）在《超声波轨道探伤小车及其控制系统的开发与研究》文中进行了进一步梳理针对目前我国铁路探伤系统小型探伤车效率低下,大型探伤车代价高、缺乏灵活性的现状。本文根据我国铁路维护检测的需求,旨在开发一款体积小,自行走,易操作和可远程控制的超声波轨道探伤设备,用于我国铁路与交通轨道的维护检修。论文的主要内容如下:（1）依据轻量化、模块化的设计理念和原则,利用Solidworks对探伤小车进行三维建模。按照牛顿第二定律建立探伤小车垂向和纵向的动力学模型,通过计算分析得出其纵向失稳时的弹簧静扰度值以及横向运行不平稳性的临界速度,为本探伤小车的结构设计和参数选择提供参考依据。（2）对所研究的超声波轨道探伤小车的探轮结构设计、超声信号发射采集原理、所采集数据的存储显示以及图像处理等进行了详细的论述。对所采集的超声波探伤信息进行二值化处理和显示,提高了探伤结果的可辨识度。（3）以stm32f103为车载控制核心,设计了探伤车的电机控制,温湿度数据感知,智能喷涂标定,探轮耦合水流量控制等功能模块。利用GPS、前后超声波测距传感器和摄像头,研究了探伤车智能避障的方案。基于GPRS技术,设计了探伤车辆的远程信息传输系统,实现了探伤车辆的远程在线监控与故障诊断。（4）利用C#开发了车载上位机系统,实现操作人员与车载控制系统和远程监控中心之间的信息交互,实时显示车辆的运行信息、探伤信息以及故障诊断信息。构建了基于本体的超声波轨道探伤车故障诊断模型,论述了故障诊断的关系结构定义、本体库设计、本体建模方法,实现了探伤车辆故障诊断的语义化推理查询机制。搭建了试验平台,对超声波轨道探伤小车的各功能模块进行了测试,获取并分析了超声波探轮一次来回的探头检测信号。结果表明,系统功能实现较为完整,性能指标亦符合铁路监测要求,满足铁路探伤监测维护的基本功能要求。论文的成果对铁轨检测于论文的成果对铁轨检测与维护具有一定的工程价值。
余云飞[4]（2015）在《超声无损检测系统的设计》文中认为针对ARM在数字信号处理能力和DSP在系统控制方面能力相互补充的前提下,论文采用基于ARM和DSP的双CPU来研究超声波探伤检测系统关键技术,并开发了针对钢结构的超声无损检测系统。文中给出了超声探伤系统框图、并给出了每个模块的具体硬件电路及软件的总体流程图。测试结果表明,系统稳定性高,能够保证数据采集的安全可靠等优点,具有广泛的应用前景。
张恒,汪开灿,王淑娟[5]（2014）在《基于电磁超声的钢轨探伤装置》文中研究说明由于当前压电超声钢轨探伤装置依赖耦合剂、结构复杂,故设计了基于电磁超声的钢轨探伤装置。该装置采用电磁超声斜入射体波、垂直入射体波、高频和低频表面波四种类型探头,可以实现对钢轨的全面探伤;设计的多通道探伤装置机械结构具有体积小的特点;针对电磁超声换能器换能效率低、对噪声敏感的特点,设计了大功率发射和低噪声接收电路;提出自相关算法,实现对多通道接收的处理。试验结果表明,该装置可以对钢轨轨底、轨腰、踏面、轨头等多处的缺陷进行检测,对于列车行车安全具有重要意义。
吴桂清,厉振武,陈彦芳[6]（2013）在《多通道超声波探伤在役钢轨检测中的应用》文中认为针对在役钢轨伤损检测的要求,设计了一种基于超声原理的多通道探伤仪,介绍了在役钢轨轨头无盲区检测的应用实现。该系统采用ARM和DSP的双核结构实现数据的处理与控制显示,程控放大器AD604实现回波信号深度增益补偿。对系统结构与增益调节电路进行了优化设计,并采用合理的流程设计,提高了检测精度并扩展了检测范围。测试结果表明:该设计线性误差小、稳定性高,有应用价值。
金沛锋[7]（2013）在《钢轨探伤检测系统的设计与实现》文中研究表明随着科技的发展和人们生活质量的提高，安全快速舒适的铁路运输越来越受到人们的关注。钢轨作为铁路运输的重要支撑，在长期运输过程中不可避免的会产生各种损伤，严重威胁到行车安全。超声波检测作为一种重要的无损检测方式在交通运输、机械制造、航天航空、国防工业等领域已得到了广泛的应用。基于国内现有的超声波检测仪大多采用单CPU来实现，其软件设计复杂、代码的移植和重用性困难、实现代码量大、不便于系统的维护和升级。故本文提出了一种基于ARM与DSP的双CPU便携式超声波钢轨探伤检测系统方案，能够实现钢轨在线的全面探伤，具有重要的理论意义与实际价值。本文的主要研究内容如下：（1）提出了“ARM+DSP”的硬件结构框架和嵌入式μC/OS-II操作系统相结合的设计思想，完成了以TMS320C6713B和STM32F103ZET6为核心的钢轨检测系统的硬件搭建，能够充分利用ARM在控制方面的优势和DSP强大的数据处理能力。（2）改进了超声波发射电路，使之能够成功发射激励脉冲、重复频率和电压幅度可调的超声波；采用全差分电路来驱动A/D采样电路，从而能有效地减少电噪声干扰；利用FIFO作为A/D采样输出与DSP的接口，提高数据的传输效率；采用双口RAM来实现DSP与ARM之间的通信，提高整个系统的性能。（3）采用小波变换来对回波信号进行消噪处理，从而可靠地提取有效信号，实验结果表明小波变换能够大大减少回波信号的噪声；成功移植μC/OS-II操作系统到STM32，并开发了相应的设备驱动程序，对系统进行任务划分，实现任务间的通信与处理。（4）对钢轨探伤检测系统进行了测试，测试系统的水平线性误差和垂直线性误差均达到了设计要求。然后分别完成了对0°、37°、70°探头在WGT-1试块中的测试，实验表明钢轨探伤检测系统能够成功地实现钢轨的缺陷探伤。最后，对本文的工作进行总结并对今后可能的研究方向进行了展望。
苏日亮[8]（2011）在《基于电磁超声斜入射SV波的钢轨缺陷检测方法研究》文中认为随着我国动车的推广和高铁的全面建设,钢轨缺陷检测越来越受到重视。现有的钢轨缺陷检测主要以压电超声检测为主,需要耦合剂,检测效率低。本文将电磁超声斜入射SV波应用于钢轨缺陷检测中,能够全面快速地检测钢轨内部缺陷。首先根据线圈的特性建立了电磁超声换能器（EMAT）的等效电路,利用Ansoft Q3D Extractor软件建立了电磁超声换能器的模型,提取了电磁超声换能器的电路参数,分析了导线参数和提离距离对线圈电感的影响;然后设计了Γ形匹配和变压器匹配电路,提高了电磁超声换能器的发射效率。根据电磁超声斜入射SV波的产生机理,仿真了37°和70°的斜入射SV波的声场分布;设计了线聚焦SV波线圈,仿真分析了其声场特性,解决了斜入射SV波双向发射问题;选择37°双探头模式对钢轨缺陷进行检测。通过对比不同匝数的发射线圈和接收线圈的缺陷信号幅值,确定了钢轨缺陷检测的探头线圈形式;GTS-60标准钢轨缺陷检测结果表明,电磁超声斜入射SV波能够有效检测钢轨的轨腰和轨底缺陷。设计并实现了电磁超声斜入射SV波钢轨缺陷检测装置,为全面快速地检测钢轨内部缺陷提供了实验平台。利用QDMA快速启动方法,有效地提高了DSP的启动速度。针对检测装置的重复频率低的问题,论文提出了3种DSP数字信号处理优化算法,将其重复频率提高至40Hz。
汪开灿[9]（2010）在《基于电磁超声的钢轨缺陷检测系统的研究》文中进行了进一步梳理钢轨在长期运行过程中难免出现各种损伤,严重威胁行车安全。目前,常用的漏磁、脉冲涡流、交流电磁场检测等方法仅能对钢轨踏面缺陷进行检测;压电超声虽然能有效检出钢轨内部缺陷,但是需要使用耦合剂,存在表面盲区。而电磁超声换能器无需耦合剂,能够方便激发各种类型的超声波,对钢轨踏面和内部缺陷均能进行检测,检测效率高、速度快。因此,基于电磁超声的钢轨缺陷检测系统的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文在深入研究国内外钢轨缺陷检测现状的基础上,针对课题指标要求,提出了多探头电磁超声钢轨缺陷检测方案,能够实现钢轨的全面检测。设计了基于上位机的电磁超声实验平台。改进了电磁超声发射接收装置,有效解决了电源和干扰问题,能够成功发射和接收各种类型的超声波;基于USB的8路数据采集电路的实现,可以对8路电磁超声回波信号进行同时采集,为多探头钢轨缺陷检测提供条件;基于LabWindows CVI的上位机软件的设计,能够灵活改变探头频率、周波数等,方便进行实验和研究数字信号处理算法。设计了应用于电磁超声钢轨缺陷检测系统的数字信号处理算法。采用4次累积平均对信号进行预处理,以提高电磁超声回波信号的稳定性;对比FIR和IIR滤波器的运算量,采用IIR椭圆滤波器作为基本滤波单元;设计的互相关同步检波、自相关、小波消噪算法均能有效提取出电磁超声缺陷回波信号,通过对比3者的处理性能和运算量,选择了自相关的数字信号处理方法。设计了电磁超声钢轨缺陷检测系统。设计的机械结构,能够保证检测系统在钢轨上平稳运行;基于DSP的信号处理电路、基于ARM的显示和存储电路等,能够有效进行信号的处理、显示、存储等。实验证明,检测系统能够成功实现钢轨的缺陷检测。
曹芳[10]（2008）在《数字化钢轨超声波探伤仪的研究与开发》文中研究表明超声波探伤技术是无损检测诊断中应用最为广泛的方法之一。随着微电子技术的发展和计算机技术的普遍应用,超声波检测诊断技术和检测方法得到了迅速的发展,使超声波检测技术的应用更为普及。而传统的模拟式超声波检测诊断仪器功能比较简单,无法满足日益增长的工业发展的需要,因此,数字化超声波探伤仪器的开发应用就变得至关重要。本课题是基于东北大学与某钢铁集团公司合作的“模拟超声钢轨探伤仪的数字化改造”项目。在对超声波探伤技术、模拟式超声探伤仪、研华PCI-1714数据采集卡驱动程序进行研究、试验,以及对数字式的钢轨超声探伤仪的关键技术进行深入细致的研究后,确定了使用模拟超声波探伤仪进行超声波信号的发送、接收及处理；使用台湾研华公司的PCI-1714高速模拟输入数据采集卡进行回波数据的采集以及数字化；利用总线主控DMA传输方式通过PCI总线将信号采集进入工业控制计算机的实验系统。并在此实验系统上使用编程软件完成数字化后数据的存储、波形的显示,回波数据的回放以及缺陷数据的分析。在深入的研究了研华PCI-1714数据采集卡的主要特征和工作原理,以及它的驱动程序和控件应用的基础上,确定了以VC++6.0为编程工具,ACCESS数据库为存储工具,MATLAB为分析工具,并在Windows XP操作系统平台下,完成了超声波探伤系统软件编程以及软件测试工作。然后将所存储的超声波回波信号,进行波形回放,观察超声波信号在时域中的特征并找出缺陷数据；同时对缺陷数据利用小波去噪技术进行消噪处理,并将处理后的数据进行小波分析,得到了超声波缺陷波形在时域以及频域的特征并在此基础上采用神经网络技术进行了缺陷识别,得到了较为理想的结果。另外,在实验和研究的基础上进行总结,对今后进一步的研究提供一定的参考。
二、基于TMS320C6201的钢轨超声波探伤系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于TMS320C6201的钢轨超声波探伤系统（论文提纲范文）
（1）基于多核DSP的超声断轨实时检测系统（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 断轨检测的研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容与结构 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 结构安排 |
| 2 超声导波断轨检测相关介绍 |
| 2.1 超声导波相关理论 |
| 2.1.1 超声导波的基本概念 |
| 2.1.2 超声导波的基本特性 |
| 2.1.3 超声导波的群速度和相速度 |
| 2.1.4 超声导波的衰减特性 |
| 2.2 现有超声导波断轨检测的信号处理方式 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于多核DSP的超声断轨检测系统设计 |
| 3.1 断轨检测系统方案介绍 |
| 3.1.1 系统结构介绍 |
| 3.1.2 系统供电方式 |
| 3.1.3 超声换能器的选型 |
| 3.1.4 断轨检测系统通信方式 |
| 3.1.5 超声导波特征信号的接收与发射方式 |
| 3.2 发射信号的选择与调制 |
| 3.3 脉冲压缩解码方式 |
| 3.4 对脉冲压缩结果的旁瓣抑制 |
| 3.4.1 窗函数的选择 |
| 3.4.2 失配滤波器的选择 |
| 3.4.3 改进后的脉冲压缩处理流程 |
| 3.5 对信号的能量计算方式 |
| 3.6 基于多核DSP的信号并行处理方式 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 DSP核心模块的设计 |
| 4.1 系统平台程序设计 |
| 4.1.1 多核功能划分与核间通信ipc |
| 4.1.2 内核心跳 |
| 4.1.3 串口更新算法功能设计 |
| 4.1.4 上位机调试软件设计 |
| 4.2 软件算法设计 |
| 4.3 硬件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 断轨检测系统实验验证 |
| 5.1 空闲状态检测 |
| 5.2 占用状态检测 |
| 5.3 断轨状态检测 |
| 5.4 检测标准总结 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（2）基于FPGA信号处理的电磁超声轨道无损检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 钢轨无损探伤的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外钢轨无损探伤的研究现状 |
| 1.2.2 国内钢轨无损探伤的研究现状 |
| 1.3 钢轨电磁超声无损探伤国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 电磁超声仿真及传感器系统方案设计 |
| 2.1 电磁超声原理 |
| 2.1.1 铁磁材料的磁化特性和磁致伸缩特性 |
| 2.1.2 铁磁性材料内部的洛伦兹力机理与磁致伸缩机理 |
| 2.2 电磁超声传感器设计与仿真 |
| 2.2.1 基于洛伦兹力机理的EMAT有限元建模 |
| 2.2.2 钢轨仿真整体模型 |
| 2.2.3 钢轨轨面Lamb电磁超声传感器设计与仿真 |
| 2.2.4 钢轨轨底Lamb电磁超声传感器设计与仿真 |
| 2.2.5 钢轨轨腰SV斜入射电磁超声传感器设计及仿真 |
| 2.3 电磁超声钢轨系统方案 |
| 2.4 钢轨电磁超声探头组件设计 |
| 2.4.1 导波(Lamb波)传感器传感器传感器及参数 |
| 2.4.2 轨头斜探头传感器设计及参数 |
| 2.4.3 轨腰斜探头传感器传感器设计及参数 |
| 2.4.4 轨体直射探头传感器设计及参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 EMAT信号处理及FPGA功能模块设计 |
| 3.1 信号频谱分析 |
| 3.1.1 傅里叶变换 |
| 3.1.2 短时傅里叶变换 |
| 3.2 电磁超声信号及噪声特征分析 |
| 3.3 FIR带通滤波降噪 |
| 3.4 小波信号处理 |
| 3.4.1 小波分析 |
| 3.4.2 连续小波变换与离散小波变换的定义及特性 |
| 3.4.3 Wavelettoolbox小波算法仿真 |
| 3.4.4 Matlab小波算法仿真及实现 |
| 3.5 EMAT信号处理的FPGA功能模块设计 |
| 3.5.1 DCM时钟管理模块 |
| 3.5.2 AGC自动增益控制 |
| 3.5.3 小波降噪模块 |
| 3.5.4 FIFO |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电磁超声处理系统设计 |
| 4.1 FPGA信号处理系统设计 |
| 4.2 前端处理电路设计 |
| 4.2.1 固定增益放大电路 |
| 4.2.2 带外噪声滤波电路 |
| 4.3 AGC电路 |
| 4.4 ADC采样电路设计 |
| 4.5 DDR3SRAM电路设计 |
| 4.6 C6455电路设计 |
| 4.7 系统电源与时钟设计 |
| 4.7.1 系统电源设计 |
| 4.7.2 系统时钟设计 |
| 4.7.3 PCB设计 |
| 4.8 实验测试及结果分析 |
| 4.8.1 试验平台 |
| 4.8.2 Lamb传感器实验测试及结果分析 |
| 4.8.3 37°SV斜入射传感器实验测试及结果分析 |
| 4.8.4 降噪处理实验测试及结果分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）超声波轨道探伤小车及其控制系统的开发与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状[21-25] |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 第2章 超声波轨道探伤小车总体方案的设计 |
| 2.1 超声波轨道探伤小车参数要求 |
| 2.2 超声波轨道探伤小车总体结构设计 |
| 2.3 超声波轨道探伤小车信息传输系统的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超声波轨道探伤小车机械结构与探伤系统设计 |
| 3.1 超声波轨道探伤小车车体结构设计 |
| 3.2 超声波轨道探伤小车运行动力性能分析 |
| 3.2.1 轮对簧上质量系统无阻尼自由振动 |
| 3.2.2 轮对簧上质量系统无阻尼受迫振动 |
| 3.2.3 轮对簧上质量系统有阻尼受迫振动 |
| 3.2.4 轨道探伤车辆蛇行运动稳定性分析 |
| 3.3 超声波探伤系统设计 |
| 3.3.1 超声波探伤技术简介[29-33] |
| 3.3.2 探头设计 |
| 3.3.3 探轮支架及耦合剂 |
| 3.3.4 超声波收发及采集系统 |
| 3.3.5 工控机数据读取与存储系统 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超声波轨道探伤小车主控板软硬件设计与实现 |
| 4.1 车载主控板的总体硬件设计与实现[37-38] |
| 4.1.1 直流无刷电机调速[39] |
| 4.1.2 温湿度数据感知[40] |
| 4.1.3 探伤结果智能标定及预警 |
| 4.1.4 避障功能及其实现 |
| 4.1.5 探轮耦合水路流量调节及其反馈 |
| 4.2 系统远程通信方案的研究与实现 |
| 4.2.1 GPRS及其特点[41] |
| 4.2.2 GPRS在超声波轨道探伤小车远程数据传输中的解决方案 |
| 4.2.3 超声波轨道探伤小车的GPS定位 |
| 4.2.4 基于OV7670的远程视频监控功能的实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 上位机以基于本体的故障诊断系统的开发 |
| 5.1 上位机软件实现 |
| 5.1.1 探伤车以太网通讯[44] |
| 5.1.2 超声波轨道探伤小车上位机C |
| 5.1.3 超声波轨道探伤小车上位机ORACLE数据库设计 |
| 5.2 基于本体的超声波轨道探伤小车故障诊断研究 |
| 5.2.1 本体概述 |
| 5.2.2 超声波轨道探伤小车故障诊断系统的定义结构 |
| 5.2.3 超声波轨道探伤小车故障诊断本体库的模型设计 |
| 5.2.4 本课题本体建模方法 |
| 5.2.5 本体建模工具 |
| 5.2.6 超声波轨道探伤小车本体建模 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 超声波轨道探伤小车的功能测试与验证 |
| 6.1 超声波轨道探伤小车的功能测试 |
| 6.2 超声波轨道探伤小车的探伤结果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 课题总结 |
| 7.2 课题展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录: 攻读硕士期间科研成果 |
（4）超声无损检测系统的设计（论文提纲范文）
| 1 系统硬件设计 |
| 1.1 超声波电源主电路 |
| 1.2 超声波传感器发射和接受电路 |
| 1.3 超声回波信号放大电路设计 |
| 1.4 带通滤波器电路 |
| 1.5 数据采集处理模块设计 |
| 1.6 控制与信号处理 |
| 2 系统软件设计 |
| 3 实验结果 |
| 4 结论 |
（5）基于电磁超声的钢轨探伤装置（论文提纲范文）
| 1 多通道电磁超声钢轨探伤方法 |
| 2 装置总体方案设计 |
| 3 多通道电磁超声发射接收电路设计 |
| 3.1 多通道发射电路设计 |
| 3.2 升压电路设计 |
| 3.3 多通道接收电路设计 |
| 4 主控电路设计 |
| 5 电磁超声信号处理方法 |
| 6 试验方法和结果 |
| 7 结论 |
（6）多通道超声波探伤在役钢轨检测中的应用（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 超声波探伤原理 |
| 2 轨头无盲区检测 |
| 3 多通道在役钢轨探伤仪设计 |
| 3.1 硬件系统设计 |
| 3.2 发射电路设计 |
| 3.3 深度增益补偿电路设计 |
| 4 深度增益补偿实现 |
| 5 性能测试 |
| 6 结束语 |
（7）钢轨探伤检测系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 钢轨探伤检测系统国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 钢轨探伤检测系统的国内外研究现状 |
| 1.2.2 钢轨探伤检测系统的发展趋势 |
| 1.3 论文研究内容及组织结构 |
| 第2章 钢轨探伤检测系统的原理与总体设计 |
| 2.1 钢轨探伤检测系统的原理 |
| 2.1.1 超声波的基本特性 |
| 2.1.2 脉冲反射法的基本原理 |
| 2.2 多探头钢轨缺陷检测 |
| 2.2.1 轨头横向裂纹检测 |
| 2.2.2 螺孔裂纹探测 |
| 2.2.3 轨头、轨腰、轨底的其他裂纹检测 |
| 2.3 钢轨探伤检测系统的整体设计方案 |
| 2.3.1 以 DSP 为核心的超声波探伤仪 |
| 2.3.2 以 DSP+FPGA 为核心的超声波探伤仪 |
| 2.3.3 以 CPLD+ARM+DSP 为核心的超声波探伤仪 |
| 2.4 主要技术指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钢轨探伤检测系统的硬件电路设计 |
| 3.1 发射与接收电路设计 |
| 3.1.1 发射电路设计 |
| 3.1.2 接收电路设计 |
| 3.2 通道切换电路 |
| 3.3 采样电路模块 |
| 3.4 DSP 单元电路设计 |
| 3.4.1 DSP 的选型与特性 |
| 3.4.2 DSP 硬件电路设计 |
| 3.5 ARM 及其外围电路设计 |
| 3.5.1 ARM 芯片的选型 |
| 3.5.2 显示电路设计 |
| 3.5.3 USB 接口 |
| 3.5.4 里程测量 |
| 3.5.5 ARM 和 DSP 接口硬件设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 钢轨探伤检测系统的回波信号处理 |
| 4.1 算法的选择 |
| 4.1.1 小波变换理论 |
| 4.1.2 小波的多分辨分析 |
| 4.2 小波变换对探伤回波信号进行消噪 |
| 4.2.1 小波基函数和分解层数的选择 |
| 4.2.2 阈值的选择 |
| 4.2.3 信号的重构 |
| 4.2.4 小波变换在 DSP 上的仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 钢轨探伤检测系统的软件设计 |
| 5.1 钢轨探伤检测系统的软件平台构建 |
| 5.1.1 操作系统的选择 |
| 5.1.2 μC/OS-II 的体系结构 |
| 5.1.3 μC/OS-II 在 STM32 上的移植 |
| 5.2 钢轨探伤检测系统的驱动程序设计 |
| 5.2.1 LCD 驱动程序设计 |
| 5.2.2 键盘驱动程序设计 |
| 5.3 ARM 外围程序设计 |
| 5.3.1 软件启动主程序设计 |
| 5.3.2 钢轨探伤检测系统的任务划分 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 钢轨探伤检测系统的测试与分析 |
| 6.1 系统的现场测试环境构建 |
| 6.2 水平线性误差测量与垂直线性误差的测试 |
| 6.2.1 水平线性误差测试 |
| 6.2.2 垂直线性误差测试 |
| 6.3 0°探头的测试分析 |
| 6.4 37°探头的测试分析 |
| 6.5 70°探头的测试分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 附录 B 攻读学位期间参与科研工作情况 |
（8）基于电磁超声斜入射SV波的钢轨缺陷检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源及研究的目的和意义 |
| 1.2 钢轨缺陷超声检测的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 电磁超声换能器建模的国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 电磁超声换能器的电路参数提取 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁超声换能器的等效电路 |
| 2.3 电磁超声换能器模型的建立 |
| 2.4 电磁超声换能器电路参数提取 |
| 2.4.1 导线参数对线圈电感的影响 |
| 2.4.2 提离距离对线圈电感的影响 |
| 2.4.3 仿真验证 |
| 2.5 电磁超声换能器的发射匹配电路设计 |
| 2.5.1 Γ形匹配电路 |
| 2.5.2 变压器匹配 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 电磁超声斜入射SV 波的钢轨缺陷检测方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 斜入射SV 波的产生机理 |
| 3.3 斜入射SV 波的声场仿真分析 |
| 3.3.1 二维声场建模 |
| 3.3.2 斜入射SV 波声场仿真 |
| 3.4 斜入射SV 波的钢轨缺陷检测方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钢轨缺陷检测装置设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 装置的总体方案设计 |
| 4.3 装置的硬件设计 |
| 4.3.1 发射接收电路设计 |
| 4.3.2 主控电路设计 |
| 4.4 装置的DSP 软件设计 |
| 4.4.1 C6000 DSP 的Bootload 程序设计 |
| 4.4.2 C6000 DSP 的算法优化 |
| 4.5 实验结果及分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）基于电磁超声的钢轨缺陷检测系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 钢轨缺陷检测国内外研究现状 |
| 1.2.1 漏磁检测 |
| 1.2.2 脉冲涡流 |
| 1.2.3 交流电磁场检测 |
| 1.2.4 压电超声检测 |
| 1.2.5 电磁超声检测 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 系统总体方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 课题研究流程及主要技术指标 |
| 2.3 电磁超声各种类型波激发原理 |
| 2.4 多探头钢轨缺陷检测方法 |
| 2.5 电磁超声钢轨缺陷检测实验平台方案设计 |
| 2.6 电磁超声钢轨缺陷检测系统方案设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 电磁超声实验平台设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 探头及发射接收电路设计 |
| 3.2.1 电磁超声探头设计 |
| 3.2.2 发射电路设计 |
| 3.2.3 接收电路设计 |
| 3.3 基于USB 数据采集电路软硬件设计 |
| 3.3.1 数据采集电路设计 |
| 3.3.2 USB 与FPGA 通信接口电路设计 |
| 3.3.3 USB 上位机驱动程序设计 |
| 3.4 基于LabWindows CVI 的上位机界面设计 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电磁超声数字信号处理算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 累积平均算法 |
| 4.3 数字滤波器设计 |
| 4.3.1 FIR 滤波器设计 |
| 4.3.2 IIR 滤波器设计 |
| 4.3.3 FIR 和IIR 滤波器比较和选择 |
| 4.4 相关检测算法 |
| 4.5 小波消噪 |
| 4.6 算法比较及平台验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 电磁超声钢轨缺陷检测系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 检测系统主要结构 |
| 5.3 数据采集部分与DSP 接口设计 |
| 5.4 DSP 软硬件设计 |
| 5.4.1 DSP 选型 |
| 5.4.2 DSP 硬件电路设计 |
| 5.4.3 DSP 软件设计 |
| 5.5 ARM 及其外围电路软硬件设计 |
| 5.5.1 显示电路设计 |
| 5.5.2 数据存储电路设计 |
| 5.5.3 里程测量 |
| 5.6 系统整机联调 |
| 5.6.1 各种缺陷检测实验 |
| 5.6.2 整机联调实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（10）数字化钢轨超声波探伤仪的研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源和研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 超声波探伤技术的发展和在钢轨探伤中的应用 |
| 1.2.1 超声探伤技术的历史和发展现状 |
| 1.2.2 超声探伤的数字化研究现状 |
| 1.2.3 超声探伤技术在钢轨探伤中的应用 |
| 1.2.4 国内外研究现状及意义 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 第2章 超声波探伤技术 |
| 2.1 超声波探伤机理 |
| 2.1.1 描述超声场的物理量 |
| 2.1.2 超声波探伤方法 |
| 2.1.3 超声探伤仪 |
| 2.2 超声探伤信号的分析 |
| 2.2.1 影响缺陷回波幅度的因素 |
| 2.2.2 缺陷的定位 |
| 2.3 新技术、新方法对传统超声波探伤系统的挑战 |
| 2.4 超声波探伤的通用技术问题 |
| 2.4.1 频率的选择 |
| 2.4.2 探头的选择 |
| 2.4.3 耦合 |
| 2.4.4 宽脉冲与窄脉冲 |
| 第3章 超声波探伤系统硬件组成 |
| 3.1 超声探头 |
| 3.1.1 压电换能器超声探头的组成 |
| 3.1.2 压电换能器超声探头的主要种类 |
| 3.2 模拟超声波探伤仪 |
| 3.2.1 ST-518型超声波探伤仪简介 |
| 3.3 数据采集卡及计算机 |
| 3.3.1 PCI-1714数据采集卡 |
| 3.3.2 工业控制计算机 |
| 3.4 系统硬件的安装与调试 |
| 3.4.1 安装流程 |
| 3.4.2 系统硬件的测试 |
| 第4章 系统软件构建 |
| 4.1 相关技术介绍 |
| 4.1.1 面向对象程序设计技术 |
| 4.1.2 MFC运行机制 |
| 4.1.3 进程和线程的概念 |
| 4.1.4 数据库技术 |
| 4.1.5 编程环境介绍 |
| 4.2 系统的分层设计 |
| 4.2.1 系统分层设计的原因 |
| 4.2.2 系统功能模块 |
| 4.3 主要程序流程 |
| 4.3.1 程序流程图 |
| 第5章 系统信号分析处理 |
| 5.1 分析方法的选择 |
| 5.2 小波变换理论及人工神经网络技术 |
| 5.2.1 小波函数 |
| 5.2.2 小波函数的多分辨率分析 |
| 5.2.3 信号的分解和重建 |
| 5.2.4 人工神经网络技术 |
| 5.3 系统信号分析及缺陷识别 |
| 5.3.1 利用小波变换实现对探伤信号的噪声抑制 |
| 5.3.2 利用小波变换实现对探伤信号的分析与缺陷识别 |
| 5.3.3 利用神经网络技术实现对探伤信号的分析与缺陷识别 |
| 第6章 研究总结和建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、基于TMS320C6201的钢轨超声波探伤系统（论文参考文献）
- [1]基于多核DSP的超声断轨实时检测系统[D]. 张羽含. 西安理工大学, 2020(01)
- [2]基于FPGA信号处理的电磁超声轨道无损检测[D]. 于国海. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [3]超声波轨道探伤小车及其控制系统的开发与研究[D]. 李宜. 华东理工大学, 2017(08)
- [4]超声无损检测系统的设计[J]. 余云飞. 合肥师范学院学报, 2015(06)
- [5]基于电磁超声的钢轨探伤装置[J]. 张恒,汪开灿,王淑娟. 无损检测, 2014(07)
- [6]多通道超声波探伤在役钢轨检测中的应用[J]. 吴桂清,厉振武,陈彦芳. 传感器与微系统, 2013(10)
- [7]钢轨探伤检测系统的设计与实现[D]. 金沛锋. 湖南大学, 2013(05)
- [8]基于电磁超声斜入射SV波的钢轨缺陷检测方法研究[D]. 苏日亮. 哈尔滨工业大学, 2011(04)
- [9]基于电磁超声的钢轨缺陷检测系统的研究[D]. 汪开灿. 哈尔滨工业大学, 2010(06)
- [10]数字化钢轨超声波探伤仪的研究与开发[D]. 曹芳. 东北大学, 2008(03)