基于STM32的超声波断轨检测系统设计

随着铁路的高速发展,其养护任务日益繁重。为实现对铁路钢轨断裂情况的实时检测,研发了一种基于STM32单片机的固定式超声波断轨检测系统。系统利用STM32控制零电压开关(Zero Voltage Switch,ZVS)振荡发生电路产生高压正弦波信号,驱动超声波探头产生大振幅的超声波信号,可实现长距离探测。在接收端根据信号特点设计了放大电路、带通滤波和检波电路,完成对接收信号的预处理。最后利用STM32分析信号包络的高电平时间占比判断区间轨道状态,并可将异常信息通过RS-485总线上传给主机。测试结果表明,该系统可以准确判断区间钢轨是否发生断裂。所设计的超声波断轨检测系统具有准确性高、实时性好、检测距离远、制造成本低等优点,为全天候监测铁路轨道断裂发生提供了可行性方案。