Page 112 - 《应用声学》2022年第3期

434 2022 年 5 月

轴能量集中，比螺旋线圈超声换能器对车轮踏面滚 能很好吻合。利用研制的 EMAT 检测系统的特定
动圆区域内的辋裂缺陷检测效果更好。 重复频率，结合跑道形电磁线圈超声换能器的横波
声场指向特性，能确保系统有效检出踏面滚动圆区
3 重载铁路货车车轮在线检测系统中跑道 域 40 mm 宽的整体型辋裂缺陷。利用缺陷轮对试
形电磁线圈超声换能器的应用
验车通过阵列式布置的多组电磁超声换能器后的
图 10 为在线重载铁路货车车轮超声检测系统 考核试验表明，该检测系统能够快速有效地检测出
中跑道线圈电磁超声换能器的探伤结果波形显示 40 mm 长的周向辋裂缺陷，同时取得了很高的检测
界面。重载货车车轮在线超声检测系统的检测原 准确率。目前该套在线检测系统安装调试完毕后，
理在文献 [8] 中已有描述，辋裂缺陷通常发生在踏 已经通过了较长时间的系统考核试验，系统运行稳
面滚动圆附近。图 10 所示对应样轮的超标缺陷的 定，性能良好，为重载铁路货车车轮的安全运行提供
部分 A 扫描波形结果，和被检测样轮中的人工伤损 了检测设备支持。

dist: 1474 (mm) ଊ݀1ฉॎ dist: 1621 (mm) ଊ݀2ฉॎ dist: 1815 (mm) ଊ݀3ฉॎ
172.16.92.27 172.16.92.26 172.16.92.25
18144.0 18144.0 18144.0

9072.0 9072.0 ᡔಖᎥᬞ 9072.0 ᡔಖᎥᬞ

0 0 0

-9072.0 -9072.0 -9072.0

-18144.0 -18144.0 -18144.0
0 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 0 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 0 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

dist: 1643 (mm) 172.16.92.30 ଊ݀4ฉॎ dist: 1496 (mm) 172.16.92.29 ଊ݀5ฉॎ dist: 1534 (mm) 172.16.92.28 ଊ݀6ฉॎ
18144.0 18144.0 18144.0
ᡔಖᎥᬞ
9072.0 9072.0 9072.0 ᡔಖᎥᬞ

0 0 0

-9072.0 -9072.0 -9072.0

-18144.0 -18144.0 -18144.0
0 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 0 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 0 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
图 10 铁路重载货车车轮在线电磁超声检测软件中 A 型扫描波形的数据显示
Fig. 10 The display interface of A-type scanning waveform data for online heavy haul freight train
wheel EMAT testing system
器辐射水平偏振横波声场具有中间强两侧弱的指
4 结论 向性，有助于对此类换能器辐射声场的深入理解。
利用双磁体跑道形电磁线圈超声换能器研制出的
本文研究了跑道形电磁线圈超声换能器在钢 重载货车车轮在线检测系统，能够防止车轮轮辋缺
中由洛伦兹力机制产生的辐射声场，将探头力源简 陷的扩展最终导致行车事故，为煤炭能源的安全运
化为非均匀的水平剪切力源，理论分析了该电磁超 输提供了装备保障。
声换能器在半无限大介质钢中产生的横波声场，并
在半圆柱形钢试块上做了声场实验，测定了该换能
参 考 文 献
器辐射横波的声场指向性曲线，和理论结果符合较
好。表明文中所述双磁体跑道形电磁线圈超声换能 [1] 应崇福. 超声学 [M]. 北京: 科学出版社, 1993.