طراحي پروب فراصوت براي تشخيص نقص هاي ريلي

كارشناسي ارشد

در چند سال اخير در ارتباط با بازرسي خطوط ريلي از روش‌هاي آزمون غيرمخرب مخصوصا روش فراصوت ‌استفاده مي‌كنند. به همين سبب در اين پروژه به طراحي بهينه پروب مخصوص بررسي نقص‌هاي ريل مي‌پردازيم به نحوي كه مشخصاتي نظير نوع ماده پيزوالكتريك، لايه‌هاي تطبيق، مواد پشتيبان، ماده اتصال، الكترود و تزويج مناسب ويژگي‌هاي ريلي باشد. براي اين كار، ابتدا توسط مدل خط انتقال و مدل KLM، امپدانس صوتي معادل دو سر پيزوالكتريك كه از نوع PMN-PT است را به دست مي‌آوريم. سپس توسط الگوريتم ژنتيك، امپدانس صوتي لايه‌هاي پشتيبان و تطبيق را طوري به دست مي‌آوريم كه اين امپدانس معادل، بهترين حالت خود را از نظر اندازه و فاز داشته باشد و همچنين ضريب كيفيت و تلفات درج مقادير مطلوبي داشته باشند. اين مراحل را براي پروب‌هاي با تعداد لايه‌هاي تطبيق مختلف تكرار مي‌كنيم. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهد كه پروب دو لايه مناسب براي ريل راه‌آهن كه جنس آن، فولاد ضد زنگ آستنيتي SUS316 با چگالي حدود Kg/m3 8000 و امپدانس صوتي MRayl 46.58، پروبي است كه امپدانس لايه پشتيبان، لايه تطبيق اول و دوم آن به ترتيب حدود 20، 2 و MRayl 43 باشد. به اين ترتيب براي لايه پشتيبان از آلياژ آلومينيوم 1100 با چگالي Kg/m3 2745 و امپدانس صوتي MRayl 17.1 استفاده مي‌كنيم. همچنين براي لايه‌هاي تطبيق اول و دوم به ترتيب از پلي‌كربنات با چگالي Kg/m3 1185 و امپدانس صوتي MRayl 2.71 و سراميك آلومينا با چگالي حدود Kg/m3 10846 و امپدانس صوتي MRayl 43 استفاده مي‌كنيم.

209336

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق - مدارهاي مجتمع الكترونيك

دكتر علي صدر