摘要：针对现有无损检测方法难以准确检测包覆区承力索绞线结构损伤的问题,设计一种承力索可调节力压电式阵列超声导波传感器,并应用于包覆区承力索的外层股线损伤检测。基于螺旋坐标系求解超声导波在螺旋曲杆结构中的频散曲线分析其传播特性;基于模块化理念研制压电式超声导波传感模块、可调节力式压紧基座模块和探头校准模块;分析不同检测接触力对检测首波信号幅值的影响;最后搭建试验平台验证可调节力压电式阵列超声导波传感器对包覆区承力索绞线结构的外层股线损伤检测效果。结果表明,0~200 kHz范围内的L(0,1)模态、300~500 N的检测接触力具有较好的检测效果;反射端检测信号可判断检测区域内锚结夹包覆的断股情况并定位损伤位置,损伤定位误差可达0.38%。

摘要：针对电气化铁路承力索锚结线夹绞线区域损伤难以准确监测的问题,研制了面向承力索锚结线夹绞线区域损伤的传感器来实现损伤的超声导波监测.首先针对铜镁合金承力索绞线的结构特点及超声导波的传播特点,设计了承力索单线导波引导针,并以导波引导针为核心构建了独立弹性导波激励接收单元;然后基于承力索外层结构完成包含12个导波激励接收单元的环形导波检测模块;最后集成独立晶片控制电路与包覆保护操作手柄,形成新型超声导波传感器,结合脉冲反射法和小波降噪法对承力索锚结线夹绞线区域的结构损伤进行检测并判定.19芯铜镁合金承力索锚结线夹绞线区域的单线预设损伤检测实验结果表明,当传感器间距为0.1 m、传感器与锚结线夹中心间距为0.4 m时,经小波降噪后的损伤回波峰值与损伤深度呈正相关,判别平均相对误差为3.16%,平均误差长度为0.025 m,小于锚结线夹长度0.055 m,说明所研制的传感器及相应的监测方法可实现承力索锚结线夹绞线区域最外层单线的损伤判别.文中研究为电气化铁路接触网承力索锚结线夹结构的及时补强更换提供了有效的判定依据.