Page 126 - 《应用声学》2023年第3期

564 2023 年 5 月

能量与温度的关系并不严格遵循线性正相关，补偿 1.0
኎ጟ8
效果随温度存在一定波动。 ళᛪϪ
ԠᏦ۳юᛪϪ
኎ጟ4-7
3.0
ళᛪϪ 0.8
2.5 ಖࠀவሮᛪϪ ኎ጟ1-3
ԠᏦ۳юᛪϪ
2.0 ௄Ꭵᬞ࿄গ
ॆʷӑϙ 0.6
β 1.5

1.0
0.5
0.4 ᫠ϙጳ
0
1 2 3 4 5 6 7 8
Ꭵᬞ኎ጟ
图 9 不同等级缺陷信号的温度补偿效果对比
0.2
Fig. 9 Comparison of temperature compensation 0 5 10 15 20 25 30
᧔ᬷ൓஝
effects of different levels of defect signals
(a) ྲढ़Ԡ஝ॆʷӑፇ౧
相比而言，基于参考基准的温度补偿方法对不 3.6
同等级缺陷回波信号的补偿效果趋于一致。补偿后
的波包能量增长率 β 均较未补偿时有了明显提升， 2.9 y/⊲d ⇁⊲d⇁⊲
2
一定程度增强了缺陷回波信号。因此，后续将采用
η 2.2
参考基准法对导波监测信号进行温度补偿。
1.5
2
4 监测结果与讨论 R =0.8677
0.8
图 10(a) 为轨底缺陷等级逐步加剧过程中观察 0 10 20 30 40 50
Ꭵᬞງए/mm
窗口内的波包能量统计值，并以最后一次测试结
(b) ྲढ़Ԡ஝ η ˁజጳງएТ
果为基准进行归一化处理，图中仅展示了第二天实
图 10 轨底缺陷监测结果及缺陷深度与特征参数间
验数据。在未加工缺陷之前，未经温度补偿的波包
的关系
能量值出现较大幅度的波动，数据的变异系数约为
Fig. 10 Bottom defect monitoring results and the
23.86%。利用参考基准法进行温度补偿后，数据的
relationship between defect depth and character-
变异系数下降至约 9.65%，验证了参考基准法具有 istic parameters
良好的温度补偿作用。
当缺陷尺寸 d 逐步增大后，波包能量值总体呈
5 结论
现上升趋势。未进行温度补偿前的数据存在较大跳
动，难以从波包能量值中对缺陷等级进行区分。经 (1) 开发的道岔尖轨磁致伸缩导波监测系统，
过温度补偿后的曲线区域平滑，可以近似单调地反 可以有效监测到转辙机构、轨底缺陷等的反射回波
映出缺陷尺寸的不断扩大。提取不同等级缺陷导 信号。特征波包能量值、传播时间与温度间总体呈
波监测信号的波包能量值，其随缺陷深度的关系如
现正相关，特征波包能量值和温度存在近似线性关
图 10(b) 所示。特征参量 η 与轨底缺陷尺寸间的关
系，表明温度对导波监测信号的影响不可忽视。
系可以用抛物线方程进行描述：
(2) 为抑制温度对导波监测信号的影响，对比
2
y = 0.0007075d + 0.0005375d + 1.312. (3) 分析了基于标定方程和参考基准的两种信号补偿
方程的拟合优度 R = 0.8677。这表明经过温度补 方法。相比标定方程补偿法，参考基准法的补偿效
2
偿后的导波波包能量值具有对缺陷尺寸进行定量 果更好，补偿后的波包能量值可以反映出轨底缺陷
评估的潜力。 尺寸逐步扩大的趋势。