[发明专利]表征至少局部地包括对称平面的物体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及研究并表征工业中的零件，特别是用于确定它们的主要机械性能和它们的表面特性的方法的领域。

背景技术

本发明具体应用于无法进行机械牵引测试的小尺寸的零零件。例如，这应用于球轴承的滚珠，所述滚珠具有厘米量级的直径。本发明具体用于具有在一截平面中弯曲的表面的零件。

目前，没有已知的方案用于确定这种小零件的内部各向同性或用于确定其机械特性，例如，其弹性横量或其柏松比。然而，重要的是具有关于这种零件的丰富知识，以确保轴承是可靠的。

已知的表征表示特性的技术利用超声波测量，尤其使用反射波，但也使用折射波或表面波。

这样，文件FR 2 806 162和EP 1 691 193使用测量反射波的换能器来描述缺陷检测系统，其中由超声波所辐射的材料的表面是平面。

文件EP 1 767 898公开了使用瑞利波，所述瑞利波是一种表面波，其在暴露于入射超声波的零件的表面处生成，以测量例如渗氮层的表面层的厚度。

文件FR 2 930 034讲授了使用纵向反射波来测量已被处理的材料的残留应力。

为了这些不同的目的，使用用于通过接触来实施检查的超声换能器，或用于在浸没的零件上实施检查的超声换能器。使用这种换能器的方法具有无破坏性的优点。

发明内容

所提出的本发明是一种表征物体的方法，所述物体至少局部地包括对称平面，该方法包括传播穿过所述物体的超声波的至少一次观察，各观察在垂直于对称平面的轴线上执行，各观察由超声波的发射产生并沿着所述轴线以入射角而不是法线遇见物体。超声波以这种方式与该物体相遇，以跟随相对于对称平面对称的路径。

超声波的传播时间和/或在其上实施发射和观察的轴线的位置的分析使得可表征物体，无论其是小的还是大的，因此与无法表征较小零件的现有技术相比较而构成主要优点。

超声波以入射角而不是法线接触物体的事实使得可使用做为模式转换工具(体波或表面波)的物体的表面，从而提供与传播或反射的波的观察相比较的额外信息。

相对于一对称平面对称的路径的使用使得可面朝发射和接收易于放置和调整的换能器来使用。

在一具体实施例中，位于公共轴线上的发射和接收超声换能器移动，同时发射超声波并观察传播的超声波，在选自由发射超声波产生的纵波、横波和瑞利波的至少两个波上进行观察。由这种表征表征方法所确定的性能可包括该物体的弹性横量或柏松比。

可有利地观察在纵波、横波和瑞利波中的所有三个波，以及通过使用Viktorov的公式来验证该方法。

在另外的实施例中，对于具有垂直于第一对称平面的第二对称平面的物体，位于公共轴线上的发射和接收超声波在第二对称平面的任何一侧上移动，同时发射超声波并观察所传播的超声波，两个纵波或两个横波在第二对称平面的相对侧上观察。由这种表征方法所确定的物体的性能可包括其是否具有在至少一个平面中的各向同性或各向异性的特征。

在另外一个实施例中，对通过与其相遇的超声波在所述物体的表面处产生的至少一个瑞利波进行观察。测量传播时间使得可检测由将表明处理应用到该物体所产生的层或区域的存在。

当物体具有包括至少一个椭圆件的弧或圆形件的弧的表面时，本发明特别可适用。特别是，该物体是轴承滚珠或轴承滚柱，但其他应用是可能的。

附图说明

图1显示本发明的实施例中的方法的预备步骤。

图2显示本发明的方法的实施例的后续步骤。

图3显示本发明的实施例的重要零件。

图4-9显示在图3中所显示的重要零件的展示，用于本发明的方法的两次利用。

图10显示本发明另一实施例的重要零件。

具体实施方式

图1显示调整用于表征轴承滚珠的表征设备的步骤。该设备基于使用浸没的超声换能器。

该设备包括在大量的水10中的第一超声换能器100和第二超声换能器200。它们位于一公共轴线上，在一构成球体300的轴承滚珠的相对侧上相互面对。在此例中，它们是Harisonic I7-1012-R型的四英寸聚焦换能器，具有10MHz的频率，直径为0.75英寸，在焦点处的焦斑估计为0.808mm。可使用其他的换能器。

在调整步骤的过程中，换能器以发射模式和接收模式启动。它们通常在该球体的点上进行调整。因此，以传输模式，两个换能器100和200精确地对齐。在水10中产生的超声波波束在相同的轴线上。