Avvikelsedetektering och systemdiagnostik
Målet är att utveckla ett tågbaserat system för övervakning av spårdefekter och komponenter i järnvägsspår.
Sponsorer: Trafikverket/JVTC
Forskare: Praneeth Chandran (doktorand), Matti Rantatalo (PL)
Varaktighet: 2017-2021
Målsättning
Målet är att utveckla ett tågbaserat system för övervakning av spårfel och komponenter i järnvägsspår.
Projektstatus och resultat
Detta projekt kommer att använda konceptet med virvelströmsbaserad inspektionsmetod, som kan övervinna de stora utmaningarna som nämns ovan. Huvudmålet med projektet är att utveckla ett tågbaserat system för övervakning av spårfel och spårkomponenter genom avvikelsedetektering i det modulerade magnetfältet, som genereras och mäts av en differentierad virvelströmssensor. Sensorn som används för att detektera fästelementen utnyttjar virvelströmsprincipen, där ett varierande magnetfält skapas över ett ledande material för två olika excitationsfrekvenser på 18 kHz och 27 kHz. Det varierande magnetfältet inducerar lokala cirkulära strömmar, s.k. virvelströmmar, på materialets yta, vilket i sin tur skapar ett motsatt magnetfält som fångas upp av mottagarspolar i sensorn. De virvelströmmar som genereras på materialets yta är beroende av konduktiviteten (μ), permeabiliteten (σ) och materialets geometriska form.
Mottagarspolarna är differentiellt kopplade, vilket innebär att de endast är känsliga för förändringar i genererade virvelströmmar i rälsen och dess närhet, och att inga absoluta värden kan detekteras. För att undersöka möjligheten att detektera fästelement monterades sensorn 65 mm ovanför rälshuvudet på ett vagnssystem och sköts längs spåret. Olika mätningar utfördes längs järnvägsspåret med friska spårsektioner med intakta E-clip-fästen och jämfördes med mätningar av ett spår där klämmor saknades.
Enskilda klämmor är lätta att urskilja från både 18 kHz- och 27 kHz-plottar. Nollövergången i signalen från positiva till negativa värden indikerar fästsystemets mittpositionering för varje sliper. Man kan dra slutsatsen att sensorn kan detektera fästelementssignaturer från ett avstånd på 65 mm ovanför rälshuvudet. Dessutom visar studien att saknade klämmor kan upptäckas genom att analysera fästelementens signaturer. Framtiden i denna studie omfattar kvantifiering av rälsdefekter och utveckling av effektiva tillståndsövervakningstekniker med hjälp av maskininlärningstekniker för att upptäcka och förutsäga fel från stora datamängder.
Uppdaterad: