[发明专利]一种基于表面波的固体声检测装置

说明书

本发明公开了一种基于表面波的固体声检测装置，尤其用于检测机器故障触发的高频段固体声表面波信号，包括外壳以及设于外壳内的声信号转换组件，声信号转换组件通过支撑件安装于外壳内，声信号转换组件通过声波导入件与设于外壳端面上的底座连接，固体声在传递时，通过底座传递到声信号转换组件，并在声信号转换组件内转换成表面波，以表面波的形式在声信号转换组件内传播，最终被声波转换处理装置接收，本发明能够准确的获取机器设备的故障信号，而且能够捕捉微弱的故障信号，提高了检测的精度。

技术领域

本发明涉及机器故障信号检测技术，特别涉及一种基于表面波的固体声检测装置。

背景技术

机器运行过程中，核心关键部件的早期故障(如点蚀、胶合、磨损等)，以及载荷冲击都将产生故障信号，它以固体声信号和空气辐射声信号的形式传播。由于机器设备的安装空间或结构上的限制，进行故障监测的传感器有时只能安装在距离核心关键部件较远的位置，导致故障信号在传递时产生损耗、微弱信号发生丢失，传感器难以获取。而且故障信号在远距离传递时容易混杂其他声波，导致故障信号受到周围环境的干扰大，在设备故障诊断或故障类型鉴别时，效果会大打折扣，很难达到预期效果。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于表面波的固体声检测装置，该检测装置能够准确的获取机器设备的故障信号，而且能够捕捉微弱的故障信号，提高了检测的精确度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于表面波的固体声检测装置，包括外壳以及设于外壳内的声信号转换组件，声信号转换组件通过支撑件安装于外壳内；

所述声信号转换组件包括传递介质，所述传递介质的一端为入射端，另一端连接有声波转换处理装置，传递介质的入射端通过声波导入件与设于外壳端面上的底座连接，所述底座固定安装在被测元件的表面；

所述传递介质的表面上还设有折射介质，折射介质贴于传递介质上；

所述声波导入件在将声波导入传递介质后，声波在传递介质与折射介质交界面上的入射角大于第二临界角α_II；

所述第二临界角α_II为，入射波为纵波，且折射后的横波折射角大于纵波入射角时，能够使横波折射角达到90°的纵波入射角为第二临界角，用符号α_II表示；

所述传递介质与折射介质均为固体介质，并且折射介质的密度大于传递介质的密度。

优选的，所述传递介质为压电基板。

优选的，所述折射介质为金属板。

优选的，所述金属板为钢板。

优选的，所述声波转换处理装置为叉指换能器。

优选的，所述支撑件包括第一支撑件以及第二支撑件，所述第一支撑件包裹所述声信号转换组件，第二支撑件填充于外壳内，并且第一支撑件包裹在第二支撑件的内部。

优选的，所述第一支撑件由阻尼材料制成。

优选的，所述第二支撑件由吸声材料制成。

优选的，所述传递介质包括弯曲段以及平直段，所述平直段与声波转换处理装置连接，弯曲段与声波导入件连接。

优选的，所述折射介质也包括弯曲段以及平直段，折射介质的弯曲段与传递介质的弯曲段贴合，折射介质的平直段与传递介质的平直段贴合，并且所述折射介质的弯曲段的外端部与所述声波导入件之间具有间距。