超声导波在铁轨故障检测方面的应
浅谈超声波检测在钢轨探伤中的应用
浅谈超声波检测在钢轨探伤中的应用发布时间：2022-01-20T07:48:47.121Z 来源：《防护工程》2021年30期作者：杨昊楠[导读] 伤损产生后发展速度快,易造成钢轨折断等重大事故，严重影响铁路运输安全。
因此钢轨探伤检测工作,是保证铁路安全运营的基础工作之一。
呼和浩特铁路局集团公司包头工务段探伤车间内蒙古包头 014040摘要：随着我国经济水平腾飞，铁路发展也逐渐进入新篇章，为国民的出行带来便捷。
作者针对小型钢轨探伤仪在铁路线路维修检测中的应用进行了研究，浅谈了对超声波钢轨探伤技术，及其在铁路线路维修检测中的应用和重要性的一些认识。
关键词：钢轨探伤仪；超声波探伤；钢轨伤损随着我国铁路列车运行不断发展，运营里程不断延伸，运营速度不断提高，线路无缝化技术的大范围应用，钢轨伤损也随之增加。
列车在加速、制动和通过钢轨接头、焊缝、岔区、曲线等地段时,会加重对钢轨的冲击、挤压、摩擦、和弯曲作用；列车不断提速和轴重的增加,特别是在我国北方地区，冬季气温低，昼夜温差大，钢轨内部拉应力大，更是加快了钢轨伤损的发展速度。
在这些应力的作用下,钢轨非常容易产生疲劳性伤损。
伤损产生后发展速度快,易造成钢轨折断等重大事故，严重影响铁路运输安全。
因此钢轨探伤检测工作,是保证铁路安全运营的基础工作之一。
作为一名钢轨探伤工就要熟悉了解钢轨探伤仪器原理结构并熟练使用，全面掌握探伤的基础知识，把所学到的知识与实际情况相结合。
才能做到及时地发现并准确的判断钢轨伤损。
做到在钢轨探伤中不漏检，不误检。
一、钢轨无损检测：超声波探伤在目前钢轨探伤中普遍使用超声波探伤（UT）、涡流探伤（ET）、射线探伤(RT)、磁粉探伤(MT)、渗透探伤(PT)五种方法。
其中，超声波探伤是一种很重要的方法，有不可取代的优势。
超声波本质是一种机械波，靠振动在弹性介质内传播，振动频率一般高于20k赫兹（Hz）。
被检对象材质的不同，其工作频率也不同。
在进行无损检测时，超声波的工作频率为0.2～25MHz，最常用的频段为0.5～10MHz。
超声波探伤技术在钢轨探伤领域的应用及其局限性
超声波探伤技术在钢轨探伤领域的应用及其局限性摘要：超声波技术是无损检测技术的关键手段之一，广泛应用于高速列车钢轨焊缝的检测。
钢轨铝热焊超声波探伤采用超声波原理。
探头将声频发送到钢轨内部，当声波遇到钢轨内部组织或缺陷时，接收来自声波反射面的回波，通过对雷达回波的分析，得到了被检钢轨焊缝的损坏情况。
关键词：超声技术；钢轨探伤；应用前言：频率>20kHz的机械波是超声波。
超声波具有专一性、集中性、瞬时速度高等特点。
在不同的媒质界面中，超声波的大部分动能会被表面反射。
超声波具有很强的穿透特性，基本上可以在所有物体中传播。
钢轨焊接质量的好坏直接关系到铁路货运的安全、焊接方法不当造成的焊接缺陷等，需要及时采用无损检测技术进行检验，超声波检测是一种合理的检验方法。
近年来，超声相控阵无损检测技术在工业生产领域得到了很好的应用。
可用于钢轨焊缝检测，提高检测效率。
超声波相控阵光束聚焦具有强大的动能，在基本的超声波检测中可以防止泄漏，使用超声波探伤仪进行钢轨铝热焊探伤时，钢轨中的缺陷会相互影响，产生传输波，进而检测出缺陷，一般采用纵斜波探头进行无损检测，传输的数据信号更容易被探头接受。
一、探伤的原理及常用探伤方法1.1探伤的基本原理(1)单脉冲反射器检测基本原理。
超声波发射到两种不同材料的边界条件，产生反射面，同一探头可用作发送和接收。
(2)单脉冲投影判断的缺点。
根据单脉冲波或通过工件产生的动能转换，单脉冲投影将发送和接收放置在被检零件两侧的探头，以确保探头与样品之间的良好声耦合。
(3)共振法的基本原理。
当被测工件的厚度为超声波半波长的非负整数时，会引起共振，使用相邻共振差来测量工件的厚度。
1.2常用探伤方法现阶段钢轨铝热焊探伤设备主要是数据焊接通用探伤仪。
该设备是一款全智能设备，显示屏大，功能齐全，重量轻。
适用于公共工程系统的钢轨焊接和轨道列车传动轴的探伤。
关键是对接头焊缝进行年检和再诊断，可以区分焊接损伤状态，对已经发生的损伤进行探伤，可以准确定位和定量分析。
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究随着铁路交通的不断发展和扩张，铁路铁轨的安全问题日益引起关注。
为了保障列车运行的安全和顺畅，超声波检测技术被广泛应用于铁路铁轨的探伤中。
本文将探讨超声波检测技术在铁路铁轨探伤中的应用研究，以及对铁路铁轨安全的重要意义。
一、超声波检测技术简介超声波检测技术是利用超声波在材料中传播特性和反射特性来检测材料内部缺陷或异常的一种无损检测方法。
该技术通过发射和接收超声波脉冲，根据超声波在材料中传播速度变化和反射特征来分析材料内部的缺陷情况。
其优势在于不需要破坏性地进行检测，能够精确、快速地发现材料的异常情况。
二、超声波检测在铁路铁轨中的应用1. 表面缺陷检测超声波检测技术可用于检测铁轨表面的裂纹、疲劳损伤等缺陷。
通过将超声波传感器沿着铁轨表面移动，可以实时监测表面的缺陷情况，并及时采取维修措施。
这种方法不仅能够有效检测铁轨表面的微小缺陷，还能够提前预警潜在的问题，防止事故的发生。
2. 轨道内部缺陷检测除了表面缺陷，超声波检测技术还可用于检测铁轨内部的缺陷，如腐蚀、空洞或结构松懈等。
通过将超声波传感器插入铁轨内部，可以检测轨道内部的异常情况，并及时修复或更换受损部分，确保铁轨的完整性和稳定性。
3. 轨距测量超声波检测技术还可用于测量铁路轨道的轨距。
通过发射超声波脉冲并接收其反射信号，根据信号的时间差来计算轨距的大小。
这种方法能够快速、准确地测量轨距，并及时调整轨道的位置，确保列车行驶的平稳性和安全性。
三、超声波检测技术的优势和意义超声波检测技术具有以下几个优势和意义：1. 无损检测：超声波检测技术无需破坏性地进行，能够准确、有效地发现铁路铁轨的异常情况，同时不会对铁轨的正常使用造成干扰。
2. 高精度：超声波检测技术能够对铁路铁轨进行精确的缺陷检测，能够发现微小的问题，防止问题进一步扩大。
3. 实时监测：超声波检测技术能够实时监测铁路铁轨的情况，可以及时采取维修或更换措施，确保铁路运营的安全和顺畅。
刍议钢轨无损检测中的超声导波技术
刍议钢轨无损检测中的超声导波技术摘要：在社会经济快速发展的时代背景下，铁路、高铁等交通运输领域也得到了飞速发展，其中钢轨是承载列车运行的基础，是车辆运行安全的保障。
在钢轨的日常应用过程中，很容易受各种外界因素的影响而导致其出现一定的损坏和质量安全隐患，一旦出现未及时发现的钢轨损坏会严重影响后期的交通运行安全。
超声导波无损检测技术中钢轨超声导波的波结构能够在远距离、无损坏的基础上完成钢轨损坏部位的精准检测，因此本文通过简析超声导波技术，分析超声导波技术在钢轨无损检测中的价值体现，探讨钢轨无损检测中超声导波技术的应用方法，以帮助人们正确认识、深入研究、高效应用超声导波无损检测技术，从而在保障轨道运行安全的基础上，进一步推动我国轨道运输行业的持续发展。
关键词：钢轨；无损检测；超声导波技术引言随着城市交通运输网络的形成与完善，轨道交通在为人们出行带来便利的同时，交通运输安全事故也频发。
城市环境复杂多变，铁路因其自身特性导致其在运行过程中线路长、承重大、耗时多，而钢轨作为保证整个铁路交通运行安全的基础，虽然我国工业生产水平的不断提高使得钢轨性能得到了优化和完善，但目前钢轨损伤数量依旧逐年上涨，因此如何及时并精准定位发现钢轨损伤，已成为当前轨道交通行业领域需要关注的重要问题。
超声导波无损检测技术能够根据不同介质反射传导的波形不同而完成轨头、轨腰和轨底的无损探伤，可以实现全截面的覆盖式检测，其检测距离长、耗时短、结果精准，因此采用超声导波无损检测技术检测钢轨的损伤情况对保障轨道交通运输安全具有重要作用【1】。
1.简析超声导波技术超声导波技术是指利用大于20kHz频率声波具有的独特反射特性和传导特性，来实现探测对象的物理特性检测，以帮助人们明确检测对象存在的损伤。
因超声导波技术的探测范围较广、传播效果衰减小、检测效率较高、经济成本较低等特性而被广泛应用在管道、钢轨等大型构件的损伤检测中【2】。
超声导波技术相比其他超声波能够实现在固体、液体以及气体中的相对稳定传播，因此其对检测环境的要求较小且传导特性良好；由于不同介质的密度不同使得其产生的反射现象也不同，而超声导波的反射特性更加优秀，尤其是在钢轨等固体对象的检测过程中，其检测效果更加明显和精准；但超声导波通过介质之后会因为被介质吸收自身能量而出现一定的衰减特性，因此在实际检测过程中需要严格控制超声导波的衰减程度才能保证检测结果的有效性。
超声波技术在钢轨缺陷检测中的应用分析
超声波技术在钢轨缺陷检测中的应用分析摘要：随着铁路运输的快速发展，保证铁路运输的安全和可靠成为一个非常重要的问题。
而钢轨作为铁路运输的基础设施之一，其安全性和完整性对列车的行驶安全具有重要意义。
钢轨缺陷的检测是确保铁路运输安全的重要环节之一。
本文将介绍超声波技术在钢轨缺陷检测中的应用，包括原理和方法，并分析其优势和局限性。
1. 引言钢轨运输是一种高速、大负荷、长周期工作条件下的结构。
长期以来，钢轨缺陷检测一直是保障铁路运输安全的重要环节。
而超声波技术作为一种无损检测方法，已经在钢轨缺陷检测中得到广泛应用。
超声波技术通过对钢轨进行超声波的发射和接收，来检测钢轨内部的缺陷，并通过分析超声波信号的变化来判断钢轨的健康状况。
2. 超声波技术的原理超声波技术是将超声波在材料中的传播和反射特性进行观测和分析的一种方法。
超声波在传播过程中会遇到不同的材料界面，从而发生反射、折射等现象。
钢轨缺陷通常会引起超声波信号的发生改变，如振幅的变化、出现回波强度不均匀的情况等。
通过对超声波信号的变化进行分析，可以确定钢轨中的缺陷位置、尺寸和类型。
3. 超声波技术的方法超声波技术的方法可以分为传统方法和先进方法。
传统方法包括轴向传播法、轴向射线法、剪切传播法等。
这些方法主要通过观测超声波在钢轨中的传播速度和振幅变化来判断钢轨是否存在缺陷。
先进方法包括相控阵超声波检测技术、多向传播等。
这些方法通过对超声波的波形进行高精度测量和分析，可以更准确地确定缺陷并对其进行定位。
4. 超声波技术的优势超声波技术在钢轨缺陷检测中具有很多优势。
首先，超声波技术可以实现对钢轨内部的缺陷进行无损检测，不需要对钢轨进行拆卸或破坏性的检测。
其次，超声波技术对不同类型的缺陷都具有较好的检测能力，如裂纹、缺口、脱落等。
另外，超声波技术可以对钢轨进行全面、快速的检测，提高工作效率和准确性。
5. 超声波技术的局限性虽然超声波技术在钢轨缺陷检测中具有很多优势，但也存在一些局限性。
钢轨无损检测中的超声导波技术分析
钢轨无损检测中的超声导波技术分析摘要：无损检测(NDT)是一系列用于检测材料、结构以及部件中缺陷和不连续性的物理方法。
常规无损检测包括射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)和涡流检测(ET)等五种检测方法。
相对来说，超声导波是一种新型的检测技术，广泛应用于检测金属管道的腐蚀情况。
关键词：钢轨；无损检测；超声导波技术引言在轨道交通大力发展的环境下，越来越多铁路轨道安全及运营维护问题也随之而来。
伴随着轨道交通的大范围服役，轨道病害问题不断出现。
尽管目前我国无砟轨道系统整体服役良好，但在列车循环往复动力及复杂环境条件的共同作用下，轨道结构在服役过程中也涌现出不同类型的病害，如若不及时发现处理，严重时会对轨道结构的安全服役造成极大隐患。
因此，研究提出针对轨道病害的识别与评价方法具有重要意义。
1超声导波技术检测时，首先向激励线圈通入大电流脉冲，产生交变磁场；激励线圈附近的铁磁性材料由于磁致伸缩效应受到交变应力作用，从而激励出超声脉冲。
当管道中存在缺陷时，会引起检测线圈的磁通量发生变化，检测线圈将磁通量变化转换为电压信号；通过测量检测线圈的感应电动势就可以测量反射回来的超声导波信号的时间和幅度，从而获取缺陷的位置和大小等信息。
2钢轨表面伤损的物理检测方法主要有涡流、漏磁、超声波、激光扫描、声发射等方法，此类伤损检测方法存在效率低、检测速度慢、分类精度低、成本高、受人为因素影响大等问题，不利于对钢轨表面伤损进行快速、准确的检测。
而基于深度学习的目标检测算法则具有检测精度高、速度快且智能化的特点，主要分为基于无区域提名和基于区域提名的两类目标检测算法。
其中，基于无区域提名目标检测算法主要以YOLO系列单击多盒检测器为主，该类算法将生成候选框和分类回归合并成一个网络中，降低了网络计算的复杂度，提高了目标检测速度，基于区域提名的目标检测算法对多目标检测或小目标检测的精确度较高，检测效果较为理想。
超声波探伤技术在钢轨焊缝探伤中的应用杨璟
超声波探伤技术在钢轨焊缝探伤中的应用杨璟发布时间：2021-11-06T03:43:50.956Z 来源：基层建设2021年第24期作者：杨璟[导读] ：超声波技术是无损检测技术的主要方法之一，广泛应用于高速列车钢轨焊缝的检测中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特工务段内蒙古呼和浩特市 010000摘要。
钢轨焊缝超声探伤采用超声波技术，探头将声波发送到钢轨内部，当声频撞击钢轨内部组织或缺陷反射回波时，通过对回波的分析，得到了被检钢轨焊缝的损伤情况。
关键词：声波技术；高铁钢轨；焊缝探伤前言：频率>20kHz的机械波是超声波。
超声具有方向集中性、加速度高等特点，在不同的媒介中，超声波的大部分动能会被反射。
超声波具有很强的穿透力，几乎可以在任何材料中传播。
钢轨焊缝质量的好坏直接影响到铁路运输的安全。
因焊接操作方法错误引起的焊接缺陷需要立即采用无损检测技术进行检测，超声波技术是一种合理的检测方法。
近年来，超声相控阵检测技术在工业领域上得到了很好的应用，可用于钢轨焊缝检测以提高检测效率，超声相控阵束聚焦具有强大的能俩，可以防止在超声波检测中出现泄露。
使用超声波探伤仪进行钢轨焊缝探伤时，钢轨中的缺陷会相互影响，产生衍射波，进而检测出其中的缺陷。
一般采用纵斜波探头进行探伤检测，衍射信号更容易被探头接受。
一、探伤原理及常用探伤方法1.1 探伤的基础原理探伤是对材料工件和部件进行无损检测和分析，探伤方法可分为6大类70种。
常见的探伤方法有超声，射线、渗透、磁粉与涡流等5种。
超声波检测在使用超声波在材料中传播时，遇到界面反射的声信号来检测被测物体的缺陷。
超声波探伤的基础原理分为脉冲反射、投影和共振法。
（1）脉冲反射检测原理。
利用超声波入射到2种不同介质交界面发生反射。
可采用同一探头兼作发射接收。
（2）脉冲投射判断缺陷。
根据脉冲波或穿透工件的能量变化，脉冲投射将发射、接收探头置于被检测件两侧，保证探头与试件间良好的声耦合。
超声波探伤技术在钢轨探伤领域的应用及其局限性
超声波探伤技术在钢轨探伤领域的应用及其局限性摘要：超声波的探伤技术凭借着独特的穿透能力和可反射的优势，得到广泛应用，特别是在钢轨探伤工作中得到了较大重视。
人们就利用超声波的无损探伤技术，对钢轨中损伤进行及时的发现，便于及时修理，以确保铁路的运输安全和乘客安全，为人类做出较大贡献。
但是其技术因为有着耗未知等局限性，需要人们积极的探索解决措施。
本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析超声波的探伤技术原理，并且探讨其在钢轨探伤领域的应用，希望对相关从业人员有所帮助。
关键词：钢轨探伤；超声波探伤技术；应用前言：人耳可以察觉到声波频率在20Hz-20000Hz 之间，频率不在整个范围内的声波是不能被人耳察觉的。
超声波在实际生产中，不能经过人耳察觉，频率高出20000Hz，低于 20Hz 的声波称为是次声波。
因为物体高频率的震动出现声波，与其他声波相比，有着比较良好的定向性，将其应用在各探测中。
人们经过利用其良好的穿透性能、可反射的特点，将其应用在金属材料的探伤工作中。
在现阶段，人们逐渐把超声波的探伤技术应用在检测管道、检测焊缝、钢轨探伤等的项目上，这对确保物质运输的效果和人身的安全有一定的贡献。
因为其技术现还处在发展中，没有全面的解决其局限性的问题。
如果说客观上只能探测少量规则的缺陷、耦合剂黏度较低，主观方面的操作人员技术不够熟练、清理习惯没有等等，我们还需加强对超声波探伤技术的完善。
1 超声波探伤技术的原理分析1.1 超声波超声波在金属材料中体现出穿透性的特点，在两个不同界面的交界位置，能够实现发射，在超声波探伤的过程中，材料自身、缺陷的位置都是两种不同的界面，部分超声波在这时候反射回超声波的探头，在计算机中绘制出比较直观地图像，进而有效的确定出损伤的位置，超声波在液体和固体的传播速率方面较大，气体的传播速率则是较小。
因此，在钢轨探伤阶段，我们需要避免超声经过气体介质。
1.2 超声波的换能器超声波换能器还称为是超声波的探头，把电能低损耗转化成机械能，在探伤过程中，积极的承担了发射超声波、接收回波任务。
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超声导波在铁轨故障检测方面的应用•摘要：作者提供了他们在实际运行和测试用铁路上进行的实验结果。
给出的实验结果频率稳定在40 到80kHz 这个超声导波的范围内。
作者也给出了包括铁轨和一系列波长漂移的离散方程式解的理论结果。
不接触气介式电磁声传感器（EMATS被作为铁路发出的声音能量的接收器。
提出了应用气介式传感器来测绘铁轨辐射图像的实验结果。
讨论了应用EMATs切割铁轨用以模拟铁轨故障横截面的技术。
本文结尾总结了作者从他们的工作中所得出的结论。
1、简介：本论文旨于激发对超声导波可能在完善检测铁轨故障方面提供有效帮助的可能性的讨论。
本文不在任何角度上提供或评测铁轨检测的方法，而是出于认识到世界铁路网的正常运行是基于铁轨结构的完整性。
铁轨结构的完整性综合了使用年限、压力疲劳程度、制造缺陷、腐蚀等一系列因素。
这些因素一直伴随着我们，也随着时间的累积变得更为显著。
在某个时间点上，之前提到的平时不被注意的因素中，有些将会使部分铁轨路段成为不可预测的危险的‘定时炸弹' 。
虽然铁轨检测是常规性的进行，但不代表他们能满足铁路运营者所需的可信性和经济性。
理论上我们将现如今应用的方法成为‘超声波体波'方法。
这种方法的缺陷与他们有限的覆盖率、超声波稀薄化的特点等一系列因素相关。
对于被覆盖遮挡的表面故障，现如今的方法将完全不起作用。
而超声导波不同之处在于，它可以在铁轨中传播极远距离，可达2130 米，同时可穿透铁轨的整个体积。
在本文中，我们将讨论基于在实际运行和测试用铁路上进行的导波实验的发现。
所用设施包括了交通科技中心（TTQ、Pueblo公司、Bay Area Rapid Tran sit （BART公司测试轨道，Hayward 公司和Nittany and Bald Eagle Railroad （N and BE RR）（一段实际运行的短线铁路）。
我们希望我们的讨论可以激发更多对超声导波可能在完善检测铁轨故障方面提供有效帮助的可能性的讨论。
2、首选传播频率我们对在所有测试和实际应用中的轨道中得出的射频波形数据分析后得出，绝大部分声波和超声波能量大致分布在三个波段中：[0,20], [20,40],[40,80]kHz 。
安装在铁轨上的加速针起初被用作传感器，从他们中所得到的数据将轨道检测首选的超声波波长确定在[40,80]kHz 中。
图1 展示了安装在铁轨上的加速针。
分析包括了包含一辆移动中火车所传导的声波能量的铁轨、支撑中午的把手和一个气动冲击器（见图2-4 ）。
标注的参考文献记录了试验和分析的细节。
接下来我们使用了其他的传感器和声波源，包括了应答数据在60kHz 左右的气介式传感器，如60kHz纵波电感声传感器、60kHz兰姆波电感声传感器。
我们的分析同样指出了铁轨中声波的稀薄化与频率有关，在传播相同距离情况下，高频声波比低频声波稀薄化现象较弱。
具体关系图详见图5。
基于我们所得到的实验结果，我们建议想要将超声波铁轨故障检测系统实用化的开发者应将所用声波频率范围定在[40,80]kHz 范围内。
3、建模为了完善我们的实验过程，我们考虑为[0,80]kHz 频率范围内在铁轨中传输的导波济宁有限元建模。
图6、7给出了应用ABAQUS所得出的实验结论。
我们进一步进行了建模分析，用横梁为基准，将声波结构与其在穿透性（在铁轨中有效传输距离）和灵敏性（一定距离中可能检测出的最小故障）方面的效用进行联系。
因为声波结构本身与速度、频率、穿透性和灵敏性等一系列因素都有相关。
有限元建模方法可以应用于寻找铁轨的固有频率。
运用合适的建模约束条件就可以得到相应的驻波解。
图6 为铁轨中驻波的例子。
通过分析棱形结构中驻波的形状就可以确定声波的波长。
相位速度可以由声波频率和波长相乘得到。
通过这个过程，驻波的所有参数都可以计算出来，所有参数代表了所测量结构的散布曲线。
在一个结构中的特定模式应该由和该结构固有频率相对应的调整后正弦或余弦波束激发产生。
这类波束有非常窄的波段因此可以激发特定的频率。
建模中很重要的部分来自于它提供的帮助鉴定声波频率的方法。
重新回顾图6，一些模式（如驻波）严格的局限于横梁中。
图 6 展示了他们其中之一的偏移。
这样的模式在检测横梁中的故障时将会非常有效。
如图7 所示，在[40,80]kHz 的频率范围中，有许多可能的模式。
这种情况确定了在故障处声波交汇时出现模式转换的可能性。
这种转换可能使接受到的提示故障信号变得模糊。
另一方面来说，这种转换可能提高对于一些极少出现的故障的探测成功率。
避开这些复杂因素不谈，由于只有安装在表面的传感器接受到的信号强度高的模式才会引起注意，因此此方式的应用并不会非常困难。
由于轨底受轨枕限制，从横梁中现有模式到轨底的震动模式的转换可能被抑制。
在这些情况下，可能一些特定的模式会更少的受影响从而成为更有效检测故障的方法。
4、气介式传感器和EMATs 一系列非接触式从铁轨接受声波信号的方式被进行了评测。
包括了激光干涉仪、原声麦克风、气介式传感器、EMATs在这其中只有气介式传感器和EMATs可以得出足够清晰的信号，因此仅对这两者进行后续研究。
图8 展示了在测试地点铁轨上进行的实验。
使用60kHz压力传感器作为声波源的测试说明了气介式传感器可以检测到152米以外的铁轨信号。
在实验室中，气介式传感器可以在悬空于铁轨的位置上成功接收到铁轨信号。
我们也用气介式传感器取得了一些对铁轨中声波的辐射图谱的大概估计。
图9展示了实验过程，图10 为实验结果。
如果将气介式传感器安装在火车或轨道车上，按我们的结论所得，最佳位置应与平面成90 度夹角。
我们也对一系列EMATs如60kHz兰姆波，60kHz SH和220kHz SH等EMATs进行了研究o 60kHz兰姆波EMATs噪音十分明显，噪音很可能出自铁轨中各种模式的多样性。
60kHz SH和220kHz EMATs都表现良好，60kHz SH更远优于220kHz型号。
因此从某种意义上说也证明了我们之前得到的声波频率一般在[40,90]kHz之间的结论。
通过使用60kHz SH EMATs我们进行了轨道横切实验，希望找出EMATf应和切口深度之间的关系。
图11展示了一些横切实验的照片。
图12展示了对不同深度铁轨切面60kHz SH EMATs勺脉冲反射反应进行研究的实验操作。
图13 展示了实验所得数据，不同切面的回声一直记录到31%。
模式转换使得回声波和由转换产生的新模式间的区别变得更不明显。
振幅趋势也与我们预期一样呈现较弱的单调性并持续增长。
这种探索性趋势在图13 中由‘期望结果'曲线标识出。
图14展示了60kHz SH EMATS寸不同深度铁轨切面透射传输反应分析的实验过程，图15 为实验结果。
图15 中展示了和预期相同的指数型递减趋势。
总的来说，60kHz SHEMATs在所有测试的EMATS中表现最为出色。
用50kHz作为激发频率用来在校准过程中提供最大的回应量。
利用传感器间的距离和发射的脉冲到达时间，可以计算出声波速度。
振幅随切口深度增加成指数性递减，图15 展示了在0, 10和60%切口时的波形和其与我们预期的比较。
数据趋势于我们的预期大致相同。
在60%切口深度时，由于存在转换而有着一系列多样化的模式。
5、结论铁轨能够支持在[40,80]kHz 频率区间内的超声波传输。
在考虑检测铁轨故障的方法时，这个区间是应该考虑的重点。
这个区间内的声波能量可能由火车、冲击设备或强力的超声波传感器（气介式传感器和激光也可以达到此目的）。
根据我们的结果，这个频率区间可以使声波传至相当可观的距离（如2134km）。
非接触性从铁轨处接受声波能量方法是可行的。
最成功的实验结果来自于是用气介式传感器和EMATs气介式传感器可以在铁轨上悬空以上处接收到声波；另一方面EMATs 在悬空超过后会大量损失铁轨信号。
我们正在对EMATS进行研究，希望增加在更高悬空距离处的信号接收能力。
铁轨中声波辐射在0 度角（横梁侧视角）和90 度角（横梁俯视角）时达到最大值。
SH EMATS返回值与铁轨横截面深度成单调递增趋势。
因为它的信号与杂音比率和与截面相关单调趋势，他们应被考虑作为横截面故障检测系统的重要方式。
对铁轨中导波的传递进行建模十分复杂，必须用近似值才能得出有关传递的量化结论。
如果我们想完善更有效、可信度高、更经济性的检测铁轨故障的能力，就必须进一步进行建模分析。
没有这一点我们将继续重复停留在仅仅能否找出故障这一问题上。
6、致谢我们十分感谢联邦铁路机构（FRA的Don aid Plotkin，他为我们介绍了N and BERR 短线铁路，为我们在宾夕法尼亚Milesburg 和Tyrone 进行的实验给予了充分的支持。
我们也感谢在N and BE RR铁路部门的David Keith，为我们的实验提供了线路、火车、工程师等各类人员支持。
在我们参观TTC设施时，分配给我们的相关人员也提供了出色的支持和帮助。
Plant Intergrity 公司（PI）也为我们提供了他们在铁轨有限元建模、铁轨切面研究和气介式传感器分类研究等方面的研究成果。