[发明专利]一种磨损量超声在线测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨损量超声在线测量装置，尤其适用于摩擦、磨损试验的磨损量超声在线测量。

背景技术

在当前脆弱的环境承载力和粗放的资源消耗压力下，现代装备的设计和制造亟需具备环境友好、资源节约和能源高效利用等优点。然而，摩擦作为大多数机械结构中不希望出现的阻力，一直在消耗着大量的能源。因此，摩擦界面的在线监测技术对于节能减排、提高装备的可靠性和使用寿命具有重要意义。同时，摩擦是普遍存在又非常复杂的动态过程，它受多种因素的影响，至今摩擦学的研究手段主要还是依赖实验研究。因此，发展新的摩擦、磨损界面在线检测技术，也能进一步丰富摩擦学基础研究的实验手段。

在摩擦学的研究和工程应用中，磨损量是反映摩擦副材料耐磨性的一个重要指标。磨损量的检测，尤其是在线检测，对于摩擦副的状态监测显得尤为重要。目前，磨损量有很多不同的表示及测量方法，常用的有称重、测长、表面轮廓、压痕或切槽、沉淀或化学分析以及放射性同位素法等。然而上述检测方法均不便于实现磨损量的在线测量。以称重法为例，需要先将摩擦副试件安装在摩擦、磨损试验机上经过一段时间的摩擦、磨损试验，然后将试件取下，对试件的表面进行清洗烘干，用分析天平测量试件在摩擦、磨损试验前后的重量变化，来获得摩擦、磨损过程中的磨损量，然而该过程难以实现原位、快速、在线测量。

随着超声学和电子技术的发展，超声波无损检测技术为磨损量的在线检测提供了可能。且超声波的各类波形丰富，具有非破坏性、抗干扰能力强及易于实现自动化、标准化等优点。因此从其物理原理的角度考虑，该方法也可以用来对摩擦副的磨损量进行在线检测，由此可对摩擦、磨损界面的健康状况进行评价。

鉴于此，需要研制一种磨损量超声在线测量装置，将超声波无损检测技术引入到摩擦学试验研究和现代装备的摩擦副健康状况在线监测中，利用超声波测厚的基本原理实现摩擦学试件或者工程摩擦副的磨损量在线监测，从而对摩擦、磨损过程的真实状态进行适时提取和分析评价。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种摩擦副磨损量的超声在线测量装置，利用超声波测厚的物理原理来实现摩擦学试件或者工程摩擦副的磨损量在线监测。

技术方案：本发明的磨损量超声在线测量装置，包括摩擦副上试件、摩擦副下试件、超声波探头、脉冲发射接收器、数字示波器、计算机，所述的摩擦副上试件位于可作往复运动的摩擦副下试件之上，摩擦副上试件固定不动；超声波探头位于摩擦副下试件的底部，以获取由摩擦副下试件的厚度变化导致的超声波传播时间的变化量，反求摩擦副下试件的磨损量；所述超声波探头经导线连接脉冲发射接收器，脉冲发射接收器经导线依次连接数字示波器和计算机；脉冲发射接收器发出电脉冲给超声波探头，激励产生超声波，同时超声波探头将接收的超声回波送回脉冲发射接收器，利用数字示波器对超声信号进行采样和数字化，并通过计算机实现采样过程的自动控制和数据存储，计算摩擦副的磨损量。

所述超声波探头为超声纵波探头，或为垂直入射的超声横波探头。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明的超声波无损检测具有非破坏性、信号稳定、易于采集分析等优点，采用超声波法进行摩擦副磨损量的测量可以实现磨损量的在线监测，使得磨损量的测量不需要停机，在原位即可对磨损过程的关键参数进行测量分析，能够更加真实地反映摩擦学过程的界面几何特征的变化规律，为工程中机械装备关键摩擦副的健康状况监测提供了新的解决方案。解决了现有摩擦、磨损试验过程中的磨损量难以实现原位在线监测的难题。其结构简单，操作方便，效果好，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的一种磨损量超声在线测量装置结构示意图。

图中：1－计算机；2－数字示波器；3－脉冲发射接收器；4－摩擦副上试件；5－摩擦副下试件；6－超声波探头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：