研究了点源、线源激光激发超声波对钢轨表面缺陷检测的影响。使用有限元法对比了这两种激发方式的声场、声波信号及对钢轨表面缺陷检测的有效性。通过有限元仿真分别对水平、垂直、斜45°的钢轨表面缺陷进行了检测并进行了实验验证。实验与仿真结果一致表明,由激光线源激发的声表面波指向性好、信号幅值大,更利于钢轨表面缺陷的检测,且对不同类型的钢轨表面缺陷均具有较好的检测能力。

针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题, 在保证检测精度的前提下, 结合轨面图像特点及软件工程的思想, 提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程, 合理取舍步骤, 实现算法到CPU的高效映射; 编程技术优化使用多线程编程, 通过并行运算充分利用处理器的多核优势; 存储介质优化通过使用读写快、质量轻、能耗低、体积小的固态硬盘进行图像读写, 有效地提升了硬件效率。实验结果表明, 优化后平均每幅轨面图像检测耗时由17.94 ms降低到仅8.33 ms, 速度提升了53.57%, 在分辨率为1 mm的精度下换算成车速约为207 km/h, 可以满足铁路轨面伤损在线检测需求。