涡流检测作为五大常规无损检测方法之一,与其它几种方法相比,它具有检测速度快,可以实现无接触检测,对表面及近表面缺陷非常敏感,特别适合检测薄件金属物体。针对铁路上接触线的断线问题,本文深入地研究了用电涡流方法实现对接触线裂纹检测的问题。 首先提出了接触线裂纹检测的几种工艺方案,结合了接触线结构特点、运营环境,对这几种方案进行了对比,从而确定了采用便携式探伤仪手动探伤。接着介绍了涡流检测原理,基于电磁场理论推导了一些重要公式。阐述了阻抗分析法,并用其分析了影响检测线圈阻抗变化的几个因素。推导了放置式探头线圈的特征频率,为检测频率的选择提供了参考。把涡流检测系统简化为一圆柱形线圈正对一无限大平板导体的模型,用基于有限元方法的ANSYS软件对这一模型进行了仿真,并给出了仿真结果和得出了一些结论,从而指导了传感器的设计。计算了不同线圈尺寸的圆柱形线圈在其轴线上磁场,为探头线圈尺寸提供了优化。最后完成了传感器的总体设计。 在硬件设计方面:为了提高灵敏度,通过数学推导设计传感器信号变换电路中的各个参数,并给出了各参数的求取公式。通过90度移相电路和两路相敏检波电路实现了对探头信号进行二维提取。给出了AT89C51单片机系统的硬件设计。 在软件设计方面:把软件设计模块化,对每一个模块进行了设计并给出了各自的程序框图。采用了BP神经网络对数据进行拟合,能够实现对裂纹信号的定量识别。