隨著電力機車在鐵路運輸中起著越來越重要的作用，而車軸狀態(tài)的好壞則直接影響著機車運行的安全，在長期運行中，車軸輪箍不斷承受各種剪切、拉壓、彎曲、扭轉等復雜應力的作用，在輪座的內側，尤其是齒輪座壓裝部容易產生疲勞裂紋。因此，加強對機車輪對的超聲波探傷勢在必行。以往，鐵路各廠、段對車軸及輪箍的探傷，除了穿透探傷檢查重大疲勞裂紋較準確外，橫波探傷和縱波小角度探傷結果均與實際情況有較明顯的誤差，在這里除了探測條件的影響外，人為因素的影響也很大，因此，對輪對疲勞裂紋采用計算機控制，施行自動化檢測，逐漸與國際鐵路超聲波檢測技術接軌，將使我國現有的探傷技術更加成熟。

數字探傷儀在測量裂紋自身高度的應用
1、測量裂紋自身高度的數字處理方法

常規(guī)超聲波檢測對回波聲程的測量是通過熒光屏上所處位置的水平量值來換算的，由于波型的跳動，波形峰值的判斷誤差以及線性調節(jié)精度等原因，測定的聲程值誤差很大。數字處理端點回波聲程ω是通過計算機A/D轉換，將回波的模擬信號轉換為數字信號，根據聲速和樣點進行精確計算。

現在研制了超聲信號分析儀和分析軟件，能將常規(guī)探傷儀的模擬信號轉換為數字信號，建立了計算不同狀態(tài)下裂紋自身高度的數學模型，實現了數字化處理，得到了裂紋自身高度的精確測量結果。

2、不同狀態(tài)裂紋自身高度的計算方法
①垂直于工件表面的開口裂紋
對于垂直表面的開口裂紋，其自身(垂直)高度為h，端點回波與根部回波聲程分別為ω1和ω2，探頭射角為β，工件厚度為T。

則：h=(ω2-ω1)cosβ=(ω2-ω1)T/ω2=(1-ω1/ω2)·T          (1)

不用β值，而用式(1)計算表面開口裂紋自身高度可得到較高的精度。

②垂直于工件表面的內部裂紋
對于垂直于表面的內部裂紋，如果上端點和下端點都是由一次波探測到，一次聲程分別為ω1和ω2，則其自身高度h為

h=(ω2-ω1)cosβ          (2)

如果上端點由一次波探測到，而下端點由二次波探測到，設一、二次波的總聲程為L2。如果工件厚度為T，那么L2中一次波聲程為T/cosβ；二次波聲程為(L2-T/cosβ)，則

ω2=L2-2×(L2-T/cosβ)        (3)

③傾斜的內部裂紋
對于有傾角的裂紋，若上端點和下端點由一次波探測到，一次波聲程分別為ω1和ω2，則其垂直高度h為

h=(ω2-ω1)cosβ          (4)　　

如果上端點由一次波探測到，而下端點由二次波探測到，且工件厚度為T，那么總聲程L2中一次波聲程為T/cosβ；二次波聲程為(L2-T/cosβ)，則

ω2=L2-2×(L2-T/cosβ)        (5)

h=(ω2-ω1)cosβ

用式(1)～(5)進行聲程的數字化處理，實際上是一臺帶有采樣裝置(頻率為30MHZ)和超聲信號接入裝置的工控計算機，具有計算機的全部功能。分析軟件采用可視界面技術，軟件設計以JB4730—1994標準為依據。采用聲程數字處理技術的端點反射回波法。采用此法對提高裂紋自身(垂直)高度測量精度非常有效。具有原理簡單，測量重復性好，操作方便快捷和實用性高。

數字超聲波探傷儀是目前研究的熱點，主要集中在研究其適應性強，靈敏性高。數字式超聲波探傷儀的缺陷檢出可信度是模擬超聲波探傷儀所無法比擬的，因此，發(fā)展數字式超聲波檢測技術在機車檢測領域的應用是極其重要的。 

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