基于DSP的巴克豪森便携式应力检测系统的开发

2012-10-23朱晓雪田贵云张越兵任紫锋

无损检测 2012年11期

王平，朱晓雪，田贵云，2，张越兵，任紫锋

（1.南京航空航天大学自动化学院，南京 210016；2.Newcastle大学电子电力与计算机工程学院，英国纽卡斯尔NE17RU）

随着铁路客车密度、载重量和速度的不断提高，轨道故障逐渐增多。原因有以下两点：一是钢轨受到车轮的挤压，内部会产生局部的应力集中或松弛，产生裂纹，最终导致断轨。二是钢轨常年暴露在外，随温度变化而发生膨胀或收缩。当达到一定温度时，钢轨承受的应力过大，就会发生胀轨跑道，造成交通事故。因此，检测钢轨应力有着十分重要的实用价值。

目前检测应力的方法有磁巴克豪森噪声法、金属磁记忆法、漏磁法、涡流检测法、X射线法、电阻应变片法和盲孔法等等。综合比较它们的原理、适用范围及各自的优缺点，巴克豪森噪声检测技术以其快捷、方便、成熟，在铁磁材料的应力检测中有着较大优势。它基于铁磁性材料在磁化的过程中发生磁畴翻转这一微观理论而进行测量，通过铁磁材料表面放置的检测线圈提取磁巴克豪森噪声（MBN）信号［1－5］，来检测铁轨的应力。

笔者设计的巴克豪森便携式应力检测设备的整体系统是由激励磁化电路、传感器、信号处理电路、AD转换电路、DSP数字信号处理器、ARM嵌入式处理器、电源模块等组成。该设备在巴克豪森原理的基础上充分考虑便携式轻小方便，故尽量选择小的激励线圈和接收线圈，低功耗的硬件设备，避免了已有检测设备体积庞大，使用不方便等缺点。