[发明专利]基于时空四维宽频阵列的高速钢轨超声探测成像方法与装置

摘要

本发明公开了一种基于时空四维宽频阵列的高速钢轨超声探测成像装置。该装置包括探测前端和后台处理器，两者通过无线方式连接。探测前端中的发射探头阵列由传统的二维探头阵列扩展为三维立体阵列，其中发射探头由宽频大功率超声换能器和立体漏斗形功率聚焦装置贴合而成，可以同时实现大功率和小口径发射，解决了发射功率和发射口径之间的矛盾。超声换能器采用多频段条状超声换能器拼接而成，能够灵活地产生所需的宽频发射信号。功率聚焦装置可以根据需要调节其高度、倾斜度等，使有限空间内能够容纳更多数量的探头组成探头阵列，以提高探测精度。本发明所述装置和方法能够从多方面提高探测精度，满足高速钢轨探测需求。

主权项

基于时空四维宽频阵列的高速钢轨超声探测成像装置，其特征在于包括探测前端和后台处理器，探测前端和后台处理器通过无线方式连接；所述探测前端，被内置于钢轨探伤车的车轮中，车轮内充满耦合液，探测前端的顶部通过连接杆与车轮中心的轮轴相连，探测前端在重力的作用下始终处于下垂状态，并与轮轴保持相对静止，探测前端的底部与车轮之间的缝隙被耦合液充满，探测前端的底部与车轮底部尽可能贴近，从而使发射探头阵列和接收探头阵列尽可能贴近钢轨，以便缩短信号游程，实现在保证回波信号不丢失的情况下，提高轮式探伤车的运行速度，更好地匹配高速铁路的需求，同时，探测前端的底部与钢轨贴近，所发射的超声信号能够绝大部分进入钢轨，从而减小信号损耗，提高探测效率。