ЖУРНАЛ СТА 2/2013

осуществить представление инфор- мации несколькими способами: ● звуковая предупредительная много- тональная индикация с минимумом информации о размещении дефекта; ● мнемоническое изображение рельса с выделением номеров сработавших каналов и примерной ориентацией дефекта по сечению рельса; ● развёртка типа В (рис. 3) для регист- рации сигналов сплошного контроля рельсов и последующего анализа (применяется при многоканальной регистрации сигналов контроля длинномерных объектов); ● развёртка типа А для детального ана- лиза и распознавания сигналов на фоне помех с подробным описанием обнаруженного дефекта (амплитуда сигналов, глубина залегания и услов- ные размеры дефекта) в одном канале. Для реализации этих функций с одновременным управлением основ- ными процессами дефектоскопирова- ния многие годы использовали специ- ально разрабатываемые микропроцес- сорные устройства с функцией отобра- жения сигналов на жидкокристалличе- ских индикаторах (как наиболее эко- номичных в автономных приборах). Н ОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ОБНАРУЖЕНИЮ ДЕФЕКТОВ РЕЛЬСОВ Несмотря на то что профиль и кон- фигурация рельса многие десятилетия остаются неизменными, задачи, стоя- щие перед разработчиками дефекто- скопной техники, меняются и услож- няются. До недавнего времени основ- ными характерными дефектами рель- сов были поперечные трещины в голов- ке рельсов с ярко выраженными коль- цами роста. В последние годы такие большие дефекты встречаются реже, и первоочередной задачей контроля рель- сов стала локализация участков пути с поверхностными микротрещинами на рабочей выкружке головки рельсов. Эти дефекты представляют серьёзную опасность, так как под ними могут раз- виваться трудно обнаруживаемые по- перечные трещины (рис. 4). Определённую проблему составляют и трещины головки, развивающиеся от незначительных горизонтальных рас- слоений закалённого слоя поверхности рельса (рис. 5). Ещё одной сложной задачей является обнаружение дефектов весьма малого размера (до 5–10 мм), развивающихся в подошве рельсов на фоне коррозионных повреждений. П РИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ПОДХОДОВ К РАЗРАБОТКЕ ДЕФЕКТОСКОПОВ СЕРИИ АВИКОН Решение столь специфических дефек- тоскопических задач требует совершен- ствования схем прозвучивания рельсов, изменения алгоритмов обработки сиг- налов и способов представления дефек- тоскопической информации. При этом разработка дефектоскопов на основе традиционного подхода, предполагаю- щего создание специального процессор- ного блока, занимает достаточно дли- тельное время и требует значительных временны ' х и трудовых затрат. Поэтому в последние годы ОАО «Радиоавионика» приняло новую кон- цепцию разработки приборов, согласно которой акустические и дефектоскопи- ческие блоки (генераторы зондирую- щих импульсов и приёмный тракт) раз- рабатываются на предприятии с учётом требований к обнаружению указанных специфических дефектов рельсов, а блок обработки и индикации сигналов формируется на базе готовых промыш- ленных переносных компьютеров. Выбранная архитектура построения системы позволила практически неза- висимо проводить работы в двух на- правлениях: ● разработка универсального ультра- звукового блока, который должен иметь технические характеристики, полностью отвечающие современ- ным требованиям отрасли, и должен реализовывать максимально универ- сальные функции для использования его в дефектоскопных системах раз- личного назначения; ● разработка программного обеспече- ния для блока управления и индика- ции на базе типового промышленно- го компьютера, реализующего поль- зовательский интерфейс. Обобщённая функциональная схема для последнего поколения съёмных дефектоскопов серии АВИКОН пред- ставлена на рис. 6. Дефектоскопная система состоит из блока управления и индикации (БУИ) и блока ультразвуко- вого многоканального (БУМ). Для свя- зи между этими микропроцессорными устройствами используется промыш- ленный интерфейс CAN, выбор которо- го обусловлен приемлемой пропускной способностью данного канала и высо- ким уровнем помехозащищённости, что весьма актуально для условий железнодорожной инфраструктуры. БУМ предназначен для ● формирования зондирующих им- пульсов (ЗИ) значительной амплиту- ды (до 100 В); ● подачи ЗИ на пьезоэлектрические преобразователи, которые возбуж- дают в рельсе упругие колебания ультразвуковой частоты (2,5 МГц); ● приёма отражённых сигналов, их усиления, преобразования в цифро- вую форму; ● дальнейшей обработки с целью сжа- тия информационного потока, пере- даваемого по каналу связи. Конфигурация параметров работы БУМ задаётся при каждом включении питания в зависимости от реализуемой дефектоскопом схемы прозвучивания контролируемого объекта. При обра- ботке сигналов используется алгоритм, РАЗ РА БОТ КИ / ЖЕ Л Е ЗНОДОРОЖНЫЙ Т РАНСПОР Т 85 СТА 2/2013 www.cta.ru Рис. 4. Развитие поперечной трещины от повреждений на рабочей выкружке головки рельса Рис. 5. Развитие поперечной трещины от повреждения на поверхности катания головки рельса Рис. 3. Отображение на экране дефектоскопа АВИКОН-11 сигналов по всем каналам контроля в виде развёртки типа В