Принцип действия систем основан на зеркально-теневом методе ультразвукового контроля. В качестве метода возбуждения и приема ультразвуковых колебаний применяется бесконтактный электромагнитно-акустический (ЭМА) метод, который уменьшает влияние окалины и других загрязнений поверхности рельса на результаты контроля. Данный метод основан на эффекте преобразования высокочастотных электромагнитных колебаний в акустические колебания (и наоборот) поверхностью металла в постоянном магнитном поле.

При пропускании через обмотку электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) импульсов тока ультразвуковой частоты на поверхности рельса возникает вихревой ток. Взаимодействие вихревого тока с внешним магнитным полем электромагнита приводит к возникновению ультразвуковых колебаний поверхности рельса, которая, тем самым, превращается в излучатель ультразвука. Прошедшие через изделие и отраженные от противоположной поверхности ультразвуковые колебания снова вызывают колебания поверхности рельса под ЭМАП. Поскольку эта поверхность тоже находится в магнитном поле электромагнита, её колебания приводят к возникновению тока на поверхности рельса, который трансформируется в обмотку приемного ЭМАП. Таким образом, при использовании ЭМАП излучателем и приемником ультразвука становится сама поверхность рельса, расположенная в зоне действии обмоток преобразователей.

На рисунке 1 представлена фотография общего вида системы. В системе устанавливаются от одного до трех верхних ЭМАП (ТОР) и два боковых ЭМАП - по одному с

Рисунок 1 - Общий вид системы

На рисунке 1 цифрами обозначены: 1 - пульт управления; 2 - ЭМАП «ТОР 1»; 3 - ЭМАП «ТОР 2»; 4 - ЭМАП «SIDE 1»; 5 - ЭМАП «SIDE 2»; 6 - компьютер микросистемы SONOTRON™ - ЕМАТ 880

По каждому синхроимпульсу компьютера микросистемы SONOTRON™ - ЕМАТ 880 (Sonotron 880 ETMS) во всех каналах одновременно с заданной вручную частотой заполнения и длительностью формируются радиоимпульсы, которые усиливаются в усилителе мощности зондирующих импульсов (УМЗИ). С выхода УМЗИ радиоимпульс поступает на соответствующий ЭМАП, расположенный под полюсом электромагнита (ЭМ). ЭМ создает магнитное поле, ориентированное по нормали к поверхности контролируемого изделия. Витки рабочей части ЭМАП параллельны поверхности изделия, поэтому в результате взаимодействия постоянного магнитного поля с полем вихревых токов в изделии возникают поперечные ультразвуковые колебания. Эти колебания распространяются в направлении противоположной поверхности рельса. Принятый ЭМАП сигнал подается на соответствующий вход микросистемы SONOTRON™ - ЕМАТ 880, усиливается с заданным коэффициентом усиления, оцифровывается и отображается на экране компьютера микросистемы SONOTRON™ - ЕМАТ 880 в виде А-скана. Анализ амплитуды донных сигналов выполняется в зонах стробирующих импульсов. Для УЗК шейки рельса стробирующие импульсы располагают в зоне второго донного сигнала, для УЗК головки - как в зоне первого, так и в зоне второго донного сигнала. Далее оцифрованный сигнал передается в компьютер сбора данных SONOTRON™ - ЕМАТ 880 DACQ (Sonotron 880 DACQ), который сохраняет и отображает информацию по амплитуде донных сигналов в зонах, указанных выше стробирующих импульсов, в виде В-сканов по всей длине контролируемого рельса.

Схема измерительных каналов УЗК приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема измерительного канала УЗК

Системы предназначены для контроля рельсов типа: P43; P50; P65; P65K; P75; UIC54; UIC60; S49; 136RE. Минимальная длина контролируемых рельсов 12,5 метров. Максимальная длина контролируемых рельсов 125 метров для единичных рельсов и 800 метров для сварных рельсов.

Таблица 2

Лист № 4 Всего листов 5