双反向极化压电换能器

宽带低色散激励SH0导波

提出基于双反向极化有源元件的压电换能器,在钢轨腹板和轨底高效激励出宽带准非色散的SH0类导波,用于缺陷与轴向应力监测。

苗鸿臣 · Qingfeng, Zhu · Yao, Zhang · 阚前华 · 王平 · 张卫华 · 康国政

Mechanical Systems and Signal Processing 2025

技术优势

宽频低色散

SH0类导波在钢轨腹板和轨底可在很宽的频率范围内稳定传播且接近非色散,避免了常规导波因频散导致的信号包络畸变和检测分辨率下降。

应力线性响应

钢轨腹板中SH0类导波的速度随轴向应力呈线性变化,因此可以通过测量波速直接反推钢轨锁定温度或纵向应力。

实测缺陷灵敏

实验证实SH0类导波能够检测钢轨腹板中的裂纹和孔洞缺陷,无需依赖多模态信号处理即可识别缺陷回波。

应用场景