[实用新型]一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料试验技术领域，特别涉及一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置及方法。

背景技术

碰撞是普遍存在的物理现象。其中恢复碰撞系数是表征碰撞能量损失的重要参数。在破碎、筛分、汽车等多个行业装备的开发设计中，均需要测定恢复碰撞系数。而该参数与相互碰撞物体的材料类型相关。不同材料碰撞，其碰撞恢复系数一般是不一样的。通常，需要精确测量碰撞材料的前后速度变化，才能获得碰撞恢复系数，而精确检测速度一般难以进行。此外，测量碰撞材料碰撞前后的弹跳高度变化，也是一种有效测量方式。但是材料碰撞后弹起的高度变化是动态的，准确获得其弹起后的最高高度值也比较困难，其测量误差较大，影响了碰撞恢复系数的计算结果精度。因此，开发一种碰撞恢复系数精确的通常测定方法，并推广到各个行业中应用具有重要意义。

一般来讲，精确测量碰撞材料的前后速度变化，即可获得碰撞恢复系数。而精确检测速度一般难以进行。此外，测量碰撞材料碰撞前后的弹跳高度变化，也是一种有效测量方式。但是材料碰撞后弹起的高度变化是动态的，准确获得其弹起后的最高高度值也比较困难，影响了碰撞恢复系数的计算结果精度。

有鉴于此，本发明人研制出一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置，装置测试简单易行，只需通过测量碰撞材料多次碰撞时对应的音频变化的时刻，即可精确获得其碰撞恢复系数，而且时间的测量相对较速度测量、动态高度测量容易得多，测量精度也更高，可用于确定任意碰撞材料的碰撞恢复系数。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置，包括底座、支架、横梁、碰撞球、碰撞板、声音传感器、采集卡和计算机；

所述碰撞板和支架固定在底座上，横梁安装在支架上，且横梁位于碰撞板上方，碰撞球嵌在横梁上，声音传感器设置在碰撞板旁边且靠近碰撞球下落的位置，所述声音传感器、采集卡与计算机依次连接；

所述碰撞球与碰撞板分别采用不同的碰撞材料制成。

所述碰撞板为长方形板。

采用上述方案后，本实用新型工作原理如下：将碰撞球从横梁高度掉落至碰撞板上，碰撞球与碰撞板碰撞后弹起，然后又落下、弹起，直至碰撞球 停止在碰撞板上，声音传感器获取音频信号，采集卡将音频信号采集起来，然后将音频信号发送至计算机，计算机生成显示音频随时间变化曲线，根据音频随时间变化曲线便可计算出碰撞恢复系数。

本实用新型的有益效果是：测试装置简单易操作，只需通过测量碰撞材料多次碰撞时对应的音频变化的时刻，即可精确获得其碰撞恢复系数，无需将高度H纳入计算，而且时间的测量相对较速度测量、动态高度测量容易得多，测量精度也更高，可用于确定任意碰撞材料的碰撞恢复系数。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置结构示意图；

图2是加速度随时间变化曲线图；

图3是加速度随时间变化曲线的实例图。

标号说明

碰撞球1，碰撞板2，碰撞区21，声音传感器3，采集卡4，底座5，支架6，横梁7，计算机8。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型揭示的一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置，一种基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置，包括底座5、支架6、横梁7、碰撞球1、碰撞板2、声音传感器3、采集卡4和计算机8；所述碰撞球2与碰撞板3分别采用不同的碰撞材料制成，所述碰撞板2为长方形板。

碰撞板1和支架6固定在底座5上，横梁7安装在支架6上，且横梁7位于碰撞板2上方，碰撞球1嵌在横梁7上，声音传感器3设置在碰撞板2旁边且靠近碰撞球1下落的位置，即碰撞板2上的碰撞区21，所述声音传感器3、采集卡4与计算机8依次连接。

上述基于声波传感测定材料碰撞恢复系数的装置在测定碰撞恢复系数时，具体包括以下步骤：

一、将声音传感器3靠近碰撞球1大致的下落位置；

二、开启计算机8，监测声音传感器3的信号；

三、手动让碰撞球1从横梁7上掉落，记横梁7与碰撞板2高度差为H，碰撞球1与掉落至碰撞板2，碰撞后弹起，进而又落下与碰撞板2再次碰撞，碰撞过程进行到碰撞球1停止在碰撞板2上为止；