基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置，该装置包括：固定旋转系统、机械运动扫查系统、超声信号发射与采集系统、控制系统和台架；所述固定旋转系统、机械运动扫查系统和超声信号发射与采集系统依次固定在台架上，机械运动扫查系统一侧连接固定旋转系统，另一侧连接待检测电连接器接触件，且与超声信号发射与采集系统相对；所述机械运动扫查系统包括A螺纹轴、B螺纹轴、固定支座和紧固螺钉，B螺纹轴的空心内径与A螺纹轴的外径相匹配，B螺纹轴的内外表面均设有螺纹，两个螺纹轴对心安装。本实用新型专利技术能够快速便捷地检测出电连接器接触件产生磨损的情况，同时能够精准控制检测速度，提高稳定性，减少人为因素的影响。

【技术实现步骤摘要】
基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置
本技术属于电连接器无损检测
，特别涉及一种基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置及其运行方法。
技术介绍
电连接器是电气系统中重要的配套接口元件，其连接性能将直接关系到整个系统的安全可靠运行。电连接器在贮存和使用过程中都要受到各种环境应力的影响，各种因素作用于连接器内的插针、插孔，造成接触部位摩擦和发生相对位移，所引发的接触件微动现象将导致电接触性能逐渐退化甚至功能失效。因此，进行电连接器微动磨损产生的磨屑分布区域及面积大小的准确检测，可帮助理解和分析电连接器接触性能退化机理。目前，针对具有多层接触界面的金属器件，如金属管件焊缝、机车轮轴，采用无损检测方法主要有：涡流检测方法、射线检测方法以及超声检测方法等。超声检测法主要利用了器件材料本身及其缺陷对超声波传播的影响来检测材料的内部缺陷。现有的超声检测机械装置多数都是针对被检测器件而特定设计的，无法应用于电连接器接触件的检测。而目前针对电连接器微动磨损条件下磨屑的分布检测主要是借助扫描电镜、电子显微镜等方法来进行观测，但是这些检测方法往往需要对连接器接触件进行打磨制样，对元件具有损害性。如，文献《微动测试系统加热装置设计及其测试》提出了一种微动接触电阻测试系统，其采用自制的加热装置来加速模拟电接触微动过程，但该装置是通过测量接触电阻来分析微动过程，对微动磨屑没有直观的检测；文献《微动接触电阻测试系统的设计》利用高精度微动试验台来研究接触电阻与微动次数的对应关系，然后采用扫描电镜结合聚焦离子束理论对微动后的磨屑层进行图像分析，但该方法需要对连接器接触件进行打磨制样，对元件具有损害性及不可恢复性。此外在电连接器微动磨损研究中，需要根据不同类型及使用用途的电连接器的磨损情况进行特定设计，不具有通用性方面。因此，提供一种能够适用于电连接器接触件间的磨屑分布的无损检测，又能精确保证扫描速度，提高试验效率、减少劳动强度的测试方法及装置是当前面临的问题。
技术实现思路
针对上述不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置及其运行方法。该装置及其运行方法能对电连接器接触件在微动磨损条件下磨屑分布情况进行超声检测，能够快速便捷地检测出电连接器接触件产生磨损的情况，同时能够精准控制检测速度，提高检测装置的稳定性，减少人为因素的影响。本技术解决所述技术问题采用的技术方案是：一种基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置，其特征在于该装置包括：固定旋转系统、机械运动扫查系统、超声信号发射与采集系统、控制系统和台架；所述固定旋转系统、机械运动扫查系统和超声信号发射与采集系统依次固定在台架上，控制系统用来控制固定旋转系统进行周向或轴向运动，机械运动扫查系统一侧连接固定旋转系统，另一侧连接待检测电连接器接触件，且与超声信号发射与采集系统相对；所述机械运动扫查系统用于带动电连接器接触件进行周向旋转和轴向步进；所述固定旋转系统包括轴径和轴承座；轴承座的下端固定在台架的尾端，轴承座上部通过轴承轴向连接轴径；所述控制系统包括步进电机、步进电机驱动器和控制器，步进电机与固定旋转系统的轴径相连接，控制器通过步进电机驱动器向步进电机提供指令，使超声探头全方位地扫查电连接器接触件接触区域；所述机械运动扫查系统包括A螺纹轴、B螺纹轴、固定支座和紧固螺钉，所述固定支座的下端固定安装在位于轴承座前方的台架上，且固定支座与轴承座的轴心处于同一高度；固定支座上部嵌套有空心B螺纹轴，B螺纹轴的空心内径与A螺纹轴的外径相匹配，B螺纹轴的内外表面均设有螺纹，两个螺纹轴对心安装，B螺纹轴的一端与A螺纹轴的一端通过表面螺纹咬合在一起；A螺纹轴的另一端与轴径同轴固装在一起；在B螺纹轴远离A螺纹轴的一端侧面圆周上均匀开有多个螺纹孔，通过该螺纹孔对电连接器接触件进行夹紧固定；所述超声信号发射与采集系统包括超声探头桩、直线导轨、滑块、信号处理单元和计算机，所述直线导轨固定在台架的前端上，直线导轨最右侧与B螺纹轴旋到最左侧时的位置竖直对齐，直线导轨上安装有滑块，滑块能沿着相应的直线导轨左右移动；在滑块上方通过矩形挡板固定有用于安装超声探头的中空圆柱体超声探头桩，超声探头固定在超声探头桩中空圆柱体内部；超声探头的高度不大于B螺纹轴最低点的高度，超声探头通过数据连接线与信号处理单元相连接，信号处理单元与计算机连接。上述基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置的运行方法，在进行电连接器接触件间磨屑分布的超声检测时，按照上述连接方式组装好检测装置，通过控制系统设置步进电机旋转速度，该方法的步骤是：第一步、安装被测试品电连接器接触件：控制系统控制步进电机反转，A螺纹轴逆时针转动，带动B螺纹轴向右移动，使超声探头桩和B螺纹轴之间留有大于被测试品电连接器接触件长度的距离后，步进电机停转；被测试品电连接器接触件按正常使用状态插合，并去除外部绝缘材料，将电连接器插孔部分旋入B螺纹轴的左端空心柱体中，并通过紧固螺钉锁紧；控制系统控制步进电机正转，A螺纹轴顺时针转动，带动B螺纹轴缓慢向左移动，直至被测试品电连接器插针部分左端端口在超声探头竖直上方，再调整超声探头高度，使超声探头紧密接触到插针部分，超声探头上涂有超声耦合剂；第二步、进行被测试品电连接器接触件间磨屑分布的超声检测：开始检测以后，步进电机正转，带动A螺纹轴转动，进而带动B螺纹轴向左做螺旋运动，超声探头固定在超声探头桩上保持不动，保证了超声探头能够扫查到电连接器接触件的整个外表面；当电连接器接触件最右侧端部与超声探头相接触时，电机停止运行；第三步、根据检测到的超声回波信号分析电连接器接触件间磨屑分布情况：B螺纹轴带动电连接器接触件向左做匀速螺旋运动，超声探头不断接收超声回波信号，经过信号处理单元处理后传输到计算机中保存；在利用超声信号进行磨损检测时，先对超声信号进行带通处理，去除带外噪声和干扰，然后根据接触件的声传播时间，截取电连接器接触件穿轴横截面回波，按照回波的位置确定磨屑存在的位置，根据波形在幅度大小上的差异具体分析电连接器接触件间的磨屑分布量的多少。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术的控制系统采用步进电机同轴驱动，利用步进电机的转动来带动螺纹轴转动，进而带动电连接器接触件做周向旋转和轴向步进运动，实现电连接器接触件间磨屑的检测。(2)本技术将超声检测技术应用到了电连接器微动磨损磨屑检测上，通过超声波波形来分析确定磨屑位置及大小，将超声探头固定在恒定位置，即放置在超声探头桩上，周围有固定槽将其固定，再通过步进电机精确控制电连接器接触件进行螺旋运动来进行超声检测，确保接触件外表面100％扫查覆盖，保证了检测过程中探头的稳定性，降低了人为因素的影响，提高了检测结果的可靠性，可以对磨屑分布区域、分布面积进行检测。(3)本技术中B螺纹轴侧面的紧固螺钉可灵活调节旋入位置的深浅，并且固定超声探头所用的超声探头桩可根据电连接器长度沿着导轨左右移动，从而兼顾到类似结构的各种型号的电连接器接触件的检测，具有较强的通用性。(4)本技术中步进电机的旋转速度可根据公式(1)-(3)得出，在应用于类似结构器件的检测时都可获得一个最佳扫描速度，通用性较好。(5)超声波可以在任意固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置，其特征在于该装置包括：固定旋转系统、机械运动扫查系统、超声信号发射与采集系统、控制系统和台架；所述固定旋转系统、机械运动扫查系统和超声信号发射与采集系统依次固定在台架上，机械运动扫查系统一侧连接固定旋转系统，另一侧连接待检测电连接器接触件，且与超声信号发射与采集系统相对；所述固定旋转系统包括轴径和轴承座；轴承座的下端固定在台架的尾端，轴承座上部通过轴承轴向连接轴径；所述控制系统包括步进电机、步进电机驱动器和控制器，步进电机与固定旋转系统的轴径相连接，控制器通过步进电机驱动器向步进电机提供指令；所述机械运动扫查系统包括A螺纹轴、B螺纹轴、固定支座和紧固螺钉，所述固定支座的下端固定安装在位于轴承座前方的台架上，且固定支座与轴承座的轴心处于同一高度；固定支座上部嵌套有空心B螺纹轴，B螺纹轴的空心内径与A螺纹轴的外径相匹配，B螺纹轴的内外表面均设有螺纹，两个螺纹轴对心安装，B螺纹轴的一端与A螺纹轴的一端通过表面螺纹咬合在一起；A螺纹轴的另一端与轴径同轴固装在一起；在B螺纹轴远离A螺纹轴的一端侧面圆周上均匀开有多个螺纹孔，通过该螺纹孔对电连接器接触件进行夹紧固定；所述超声信号发射与采集系统包括超声探头桩、直线导轨、滑块、信号处理单元和计算机，所述直线导轨固定在台架的前端上，直线导轨最右侧与B螺纹轴旋到最左侧时的位置竖直对齐，直线导轨上安装有滑块，滑块能沿着相应的直线导轨左右移动；在滑块上方固定有用于安装超声探头的中空圆柱体超声探头桩，超声探头固定在超声探头桩中空圆柱体内部；超声探头的高度不大于B螺纹轴最低点的高度，超声探头通过数据连接线与信号处理单元相连接，信号处理单元与计算机连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于超声技术的电连接器微动磨损检测装置，其特征在于该装置包括：固定旋转系统、机械运动扫查系统、超声信号发射与采集系统、控制系统和台架；所述固定旋转系统、机械运动扫查系统和超声信号发射与采集系统依次固定在台架上，机械运动扫查系统一侧连接固定旋转系统，另一侧连接待检测电连接器接触件，且与超声信号发射与采集系统相对；所述固定旋转系统包括轴径和轴承座；轴承座的下端固定在台架的尾端，轴承座上部通过轴承轴向连接轴径；所述控制系统包括步进电机、步进电机驱动器和控制器，步进电机与固定旋转系统的轴径相连接，控制器通过步进电机驱动器向步进电机提供指令；所述机械运动扫查系统包括A螺纹轴、B螺纹轴、固定支座和紧固螺钉，所述固定支座的下端固定安装在位于轴承座前方的台架上，且固定支座与轴承座的轴心处于同一高度；固定支座上部嵌套有空心B螺纹轴，B螺纹轴的空心内径与A螺纹轴的外径相匹配，B螺纹轴的内外表面均设有螺纹，两个螺纹轴对心安装，B螺纹轴的一端与A螺纹轴的一端通过表面螺纹咬合在一起；A螺纹轴的另一端与轴径同轴固装在一起；在B螺纹轴远离A螺纹轴的一端侧面圆周上均匀开有多个螺纹孔，通过该螺纹孔对电连接器接触件进行夹紧固定；所述超声信号发射与采集系统包括超声探头桩、直线导...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆燕燕，梁弘，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12