基于小波变换的薄层厚度电磁超声测量方法

机械结构(如齿轮、轴承、密封)中薄液体层对其性能有很大影响.针对传统超声反射回波方法时间分辨率低,难以实现薄层厚度测量以及压电换能器测量结果受界面耦合性能影响问题,提出了基于小波变换奇异点提取的薄液体层厚度电磁超声测量方法.同时,研究了小波变换基函数及分析尺度对薄液体层超声回波信号奇异点提取的影响,优化出适合薄层厚度测量的小波变换基函数和分析尺度范围.检测试验表明,基于小波变换奇异点提取的电磁超声技术可以很好地实现薄液体厚度测量.     

薄油膜厚度分布超声测量机制研究

为了测量机械设备中的薄油膜厚度分布,对超声测量薄油膜厚度分布的方法进行了理论研究。基于声波在三层介质中传播的相关理论,对中间层油膜厚度远小于油膜中入射声波波长的情况,结合具体边界条件,建立斜入射时超声波在三层介质中传播的反射系数弹簧模型,获得反射系数和油膜刚度的函数关系,进而由刚度获得油膜厚度;分析超声波入射频率、入射角度和油膜厚度对反射系数的影响规律,通过测量油膜中各点的反射系数即可获得相应点的油膜厚度,实现油膜厚度分布的测量。     

油膜厚度超声测量电路及实验

为解决工业设备中润滑油膜厚度不易测量的问题,以谐振模型和弹簧模型为理论依据,设计并制作了油膜厚度超声测量电路,其中包括脉冲发生与控制电路、超声激励电路和反射波接收电路。利用所设计的超声测量系统进行实验,完成了对油膜厚度的测量。测量结果的相对误差在5%以内,证明了所设计的测量电路和测量方法是可行的。     

高温下金属材料厚度的激光超声检测研究

针对高温条件下金属材料厚度测量的问题,使用激光超声技术,首先利用一束脉冲激光在金属材料中扫描激发超声,并使用激光测振仪在固定点探测,获得了从金属样品底面反射的体纵波脉冲信号的渡越时间,随后通过线性拟合获得了样品厚度及体纵波波速,并在室温到480℃的温度范围内实现了多块20号合金钢样品的厚度测量.多温度下、不同厚度的多样...     

超声法测量油膜厚度的系统设计

为了测量机械设备中油膜的厚度,基于超声波反射系数法设计了一种超声膜厚测量系统。在μC/OS-II操作系统基础上实现一定的人机交互功能以及上位机串口控制功能,完成了模拟静态油膜结构的测量。测量结果的相对误差在5%以内,证明了超声膜厚测量系统的可行性。     

超声波油膜厚度测量研究综述

机械零件通常依靠润滑油来降低相对运动接触面间的摩擦磨损,所以油膜厚度对机械摩擦状态至关重要。测量油膜厚度的方法有电学法、光学法和超声波法,超声波具有穿透力强、频率高等优点,超声波测量法得到了广泛应用。因此对超声油膜厚度测量的研究现状做全面的综述,总结研究成果并讨论超声测量的未来发展方向。     

油膜厚度超声测量声反射系数理论及数值计算

实际润滑系统中油膜厚度较小,常规的超声测量方法不再适用。根据声学理论,分析多层介质中油膜厚度与声反射系数的关系,建立2种不同的油膜厚度测量理论模型,即共振模型和弹簧模型,讨论不同模型的适用范围。针对不同的理论模型,建立其相应的有限元模型,在后处理中通过驻波理论对界面反射系数进行计算,并与理论曲线进行对比,两者具有很好的一致性,证明有限元法计算油膜反射系数的准确性。研究结果表明:对于不同的超声频率,每种模型都有对应的油膜厚度测量区间,在实际测量中,要根据声波频率来确定每种模型的测量区间。     

用于液体测量的音叉结构设计及其谐振特性研究

音叉可用于测量液体介质密度、黏度,以及进行液位控制,具有精度高、可在线测量的优点,在生产中具有广阔的应用前景。文中介绍了谐振式音叉传感器的工作原理,提出了一种音叉的设计结构,利用正压电效应和逆压电效应实现了音叉的振动激励与检测。采用有限元方法分析了音叉固有频率与叉体长度等尺寸的关系,提出音叉谐振频率测量方法,最后通过试验完成结构验证。     

基于结构滤波器的伺服系统谐振抑制

针对航空光电稳定平台控制系统面临的机械谐振的问题,在双T型陷波器的基础之上提出了一种新型的结构滤波器。这种新型结构滤波器由两个双T型陷波器和一个低通滤波器构成,能够将谐振峰和反谐振峰同时抑制,克服了单一陷波器不能处理反谐振峰值的缺陷。同时相比于双二次型滤波器,结构滤波器的参数调节更加灵活,既可以调节峰值大小又可以调节峰值宽度。实验结果显示:相比于双二次型滤波器,结构滤波器拟合的谐振曲线与实际的扫频曲线匹配度更好。加入结构滤波器对模型进行补偿以后,控制系统的稳定精度提高了5.74倍,闭环带宽提升了4.54倍。新型结构滤波器对于机械谐振的抑制和控制系统的性能提升有明显作用。     

功率超声谐振系统的CAE研究

谐振系统是功率超声加工的核心技术。在学习和掌握功率超声谐振系统的组成和基本原理的基础上．运用珩磨加工原理和谐振理论,开发了功率超声谐振系统的CAE系统。研究结果对超声珩磨在深孔加工方面的运用和珩磨装置的计算机辅助设计有重要的推动作用。     

基于小波变换模极大值法的薄层材料超声测厚研究

薄层材料超声测厚过程中,薄层上下界面回波叠加导致信号难以区分。针对这一难点,利用小波变换模极大值法(Wavelet Transform Modulus Maxima-WTMM)对超声回波信号奇异点进行检测,克服了传统回波叠加无法分离的缺陷,得到了薄层厚度测量方法。     

Measurement of Attenuation of Ultrasonic Propagating through the Thin Layer Media with Time Delay Spectrum

The ultrasonic attenuation coefficient is one of the most important acoustic parameters to character the performance of a thin layer media, but it can not be measured due to mutual superposition of multiple reflected waves at the same interface in ultrasonic testing. Ultrasonic pulse echo and lamb wave to evaluate the thin layer media can not obtain attenuation coefficient at present. In this paper, analytical method was used to study the acoustics characteristic of thin layer media with the ultrasonic echo testing. Meanwhile, the process of ultrasonic attenuation measurement was presented. Simulation and experimental investigation is focused on a thin layer of rubber. Attenuation coefficient was introduced and evaluation mathematics model was established by the two echoes cross-correlation with and without the thin layer media based on the time delay spectrum. It involved the parameters related to the acoustic properties of the thin layer media. Through calculating the sound velocity and acoustic impedance with the evaluation model, it can deduce the relation between the attenuation coefficient and the frequency. Through analyzing the simulation results, it indicated that the attenuation coefficients were invariable with the varying of the frequency. However, the attenuation coefficients increased with the frequency increasing by ultrasonic testing the thin layer of rubber. The reason was that the attenuation factor was not taken into account during the simulation. This method overcomes shortcomings that the traditional ultrasonic testing can not evaluate the thin layer media whose thickness is less than motivation wavelength. It is a new solution to study the attenuation characteristic and on-line nondestructive evaluation in the thin layer media.     

基于单片机的超声波液位检测系统设计

为解决腐蚀性液体的液位测量中电极特别容易被电解腐蚀的问题,将超声波技术应用到工业生产液位或物料的检测中。以AT89S52单片机为核心,建立超声波测得距离和声速与传输时间之间的关系,提出通过硬件电路设计和软件编程实现对液位高度的检测的方法,进行了超声波测距在20 cm和80 cm两种距离的试验。由于超声波受温度的影响较大,采用温度传感器对温度进行测量,根据公式进行温度补偿,并设计了报警模块,当温度过高时进行报警。结果表明,超声波测距的相对误差分别为2.5%和1.25%,这样的精度能够满足实际需求,达到了预期目标。该系统具有测量准确、功耗低、使用寿命长等特点,可以满足一般的工业需要。     

厚度无损检测仪器的精度长期稳定性研究

无损检测和结构健康监测是保障工业生产安全、降低维护成本的重要技术。在结构健康监测领域,原位测量仪器的长期稳定性尤为重要。首先介绍电磁、超声无损检测在厚度检测的应用现状,针对随后讨论厚度无损检测检测仪器精度长期稳定性问题。对厚度无损检测仪器现在长期使用过程中的精度变化规律进行研究,探讨三种测厚仪器的工作原理、精密度和准确度与仪器的稳定性的关系。采用三种厚度测量仪器（超声测厚仪、涂覆层测厚仪与楼板测厚仪）测量预标定样本的仪器试验测量方法,得到五年测量数据。再通过分析数据的年平均误差、相对误差和变化速率来讨论电涡流测厚仪、超声测厚仪的长期稳定性,并进行三类仪器间的比较,分析各类型仪器的特点。结果显示电涡流厚度测量仪器具有相对较好的长期稳定性;超声测厚仪和楼板测厚仪精密度维持能力受时间影响,仪器精密度逐年下降,准确度也趋于不稳定。为电磁无损检测技术应用到结构健康监测领域,自校准和补偿奠定了基础。     

机械密封润滑膜分布的超声检测技术

针对机械密封润滑膜分布检测问题,利用超声原理建立了机械密封润滑膜分布的多点测量模型。构建了由信号发生、超声发射-接收、数据采集及数据存储-显示等模块组成的润滑膜分布测量系统,并配备了模拟测量装置。在模拟测量装置上对厚度为5 μm、10 μm和20 μm的润滑膜进行了检测。结果表明：采用超声原理可对润滑膜分布进行精确测量,单点测量误差范围为0.2～1.1 μm,膜厚5 μm的检测精度最高。     

超声珩齿加工工件对谐振频率影响的研究

将超声珩齿加工变幅杆和被加工齿轮组成的超声振动系统简化为变幅器,基于圆锥形变幅杆和环盘(被加工齿轮)组成变幅器的频率方程,导出齿轮半径、厚度变化对谐振频率的影响,以及变幅杆的调整规律,并运用有限元分析的方法对设计结果进行了验证,从而为变幅杆及工作频率的设计选择提供了依据。     

大型结构应变测量技术研究

讨论了应变测量技术应用于大型机械结构试验过程中常遇到的一些影响试验精度的具体问题,在实验室条件下分析验证了这些因素的影响程序,并提出了现场试验中解决这些问题的具体建议.     

深孔加工连续测厚系统的研究

深孔加工是一种封闭式或半封闭式状态下的加工,其加工过程很不稳定,深孔加工具的走偏现象直接影响被加工孔的直线度,造成被加工工件报废的可能,所以在深孔加工过程中的实时检测就显得尤其重要。根据深孔加工系统的特点,文中将超声波测厚原理用于单管内排屑喷吸钻深孔加工在线监测中,通过检测被加工工件壁厚来判断刀具是否走偏。结果表明,该测试装置较好地解决了深孔钻削加工刀具走偏的监测问题。     

多层厚度电涡流检测阻抗模型仿真及验证

根据电涡流检测原理 ,将 L uquire等人采用矢量磁位法求出的涡流检测中有限长度轴对称线圈的磁场分布格林函数的解应用到多层厚度检测中 ,提出了多层金属结构厚度涡流检测的正向问题的数学模型 ,进行了仿真研究。同时 ,采用最小二乘法与神经网络模型对由实验方法获得的检测值进行了拟合与实验验证。实验结果表明 ,本文研究的理论和算法与实际检测结果有比较一致的规律性