张 恒，汪开灿，王淑娟

（哈尔滨工业大学 军用电器研究所，哈尔滨 150001）

钢轨长期服役后会出现裂纹、擦伤、磨损甚至断裂等多种损伤，如果不能及时发现，并进行必要的维护、更换，损伤将逐渐扩大，是铁路运输中巨大的安全隐患［1］。

目前，国内外主要采用压电超声技术对在役钢轨进行检测，欧美等发达国家已有相应的探伤装置问世［2］。然而压电超声依赖声耦合剂，限制了探伤速度，还造成现有超声装置体积大、复杂程度高等相关问题［3］。

近年来逐渐兴起的电磁超声检测技术无需耦合剂，无需对试件表面进行预处理，检测速度快、效率高。通过改变探头结构和频率，可以方便地激发出多种形式的超声波［4］。因此，研制基于电磁超声的钢轨探伤装置具有重要的理论意义和实用价值。

英国华威大学的FAN等人开发了透射式双探头低频宽带表面波电磁超声系统，可检测深度2mm的表面裂纹［5］。美国LEE等人利用有限元软件ABAQUS仿真分析了不同频率导波在钢轨有无缺陷时的传播情况，证实了低频导波检测轨头横向缺陷的可行性［6］。但其在钢轨缺陷深度达到横截面10%时，才能清楚地看到缺陷回波信号，检测精度较低。2008年，在第十七届世界无损检测大会上，俄罗斯的VIGOR公司展示了由8个通道、10个电磁超声探头组成的钢轨检测设备UD－EMA－RWT－01M，可实现对钢轨的在线检测，但还没有相关商品问世［7］。

国内对电磁超声的相关研究起步较晚，但由于无需接触等诸多优点，电磁超声越来越多地受到广大无损检测工作者的关注。……