基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理研究.pdf

1、我國鐵路交通行業(yè)近幾年高速發(fā)展，如何確保行車安全是一個備受關(guān)注的問題。在眾多的安全保障技術(shù)中，檢測鋼軌損傷是重要的基礎(chǔ)檢測技術(shù)。鋼軌探傷工具有“鐵路醫(yī)生”之稱，是用于檢測鐵路鋼軌損傷的專業(yè)車輛設(shè)備。目前國內(nèi)檢測鋼軌損傷的方法主要為超聲波探傷，手段較為單一。這種檢測方法在實施時對環(huán)境有較高的要求，超聲波傳感器需要與鋼軌密切接觸，并且需要添加耦合劑?；诔暡ㄔ硌兄频匿撥壧絺≤囆枰斯ぷ鳂I(yè)，速度較慢;大型探傷車只能在鐵路無車運行情況下使

2、用，越來越無法滿足大量鋼軌需要檢測維護的需求。本文主要介紹了基于電磁感應(yīng)原理的鋼軌探傷的方法，通過檢測鋼軌反饋的電磁渦流大小來判斷鋼軌的損傷信息，這種檢測方法具有非接觸、高速度等優(yōu)點，能夠檢測鋼軌的表面及內(nèi)部的缺陷。
　　本文設(shè)計了基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)在線鋼軌損傷信息的檢測保存及傳輸功能。通過對激勵傳感器施加正弦信號，產(chǎn)生的電磁場作用于鋼軌，鋼軌產(chǎn)生的渦流反作用于檢測傳感器上，通過對檢測信號的解調(diào)分析

3、，能夠判斷出鋼軌的損傷信息，將鋼軌損傷數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)在線保存，并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠程服務(wù)器端。數(shù)據(jù)處理平臺由FPGA和嵌入式ARM分工合作，共同完成任務(wù)。論文的主要內(nèi)容如下:
　　詳細介紹了基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理的硬件平臺設(shè)計。硬件平臺選擇Xilinx公司推出的集成FPGA和嵌入式處理器ARM的Zedboard開發(fā)板，利用AD/DA轉(zhuǎn)換板完成激勵信號和采集信號的模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換工作，電磁鋼軌探傷的硬件還包括前端的

4、渦流傳感器及微弱信號放大電路，對損傷位置定位的GPS模塊以及用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉PRS模塊。
　　基于嵌入式系統(tǒng)的電磁鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理的軟件平臺設(shè)計主要包括兩部分。一部分是FPGA信號解調(diào)的程序設(shè)計，采用FFT算法完成回采信號的解調(diào)任務(wù)，軟件上采用Verilog語言實現(xiàn);另一部分是嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的程序設(shè)計，包括嵌入式系統(tǒng)的搭建、系統(tǒng)定位模塊的程序設(shè)計、數(shù)據(jù)傳輸模塊的程序設(shè)計，以及SQlite嵌入式數(shù)據(jù)庫模塊實時保存數(shù)據(jù)的程序設(shè)計，