一种超声波测薄油膜用标定测试台制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种超声波测薄油膜用标定测试台，调节平台固定在台架上方，水槽位于调节平台内部，台架顶端的内壁上固定有油膜上块，油膜上块下方设置油膜下块，油膜下块设置在平台上，平台下方依次设置上楔块、下楔块，台架侧壁的内壁上设置侧凹槽滑道，上楔块设置侧凸棱，台架底端的内壁上设置下凹槽滑道，下楔块设置下凸棱，下楔块的一侧连接螺杆，螺杆穿出至台架外部并连接螺母，上楔块的楔形面与下楔块的楔形面相接触，超声波探头连接超声波发射装置和超声波接收装置，调节平台上安装超声波换能器，台架的上表面上安装激光位移传感器，台架上表面开有缺口。本发明专利技术位移调节精确，可以方便的得到所需厚度，并且最小位移可达1μm级别。

A calibration test bed for ultrasonic thinning oil film

The aim of the invention is to provide an ultrasonic measurement of thin oil film calibration test bench, adjusting platform is fixed on the bench above the sink in the adjustment within the platform, the inner wall of the bench top is fixed on the oil film on the block, the oil film on the block is arranged below the oil film block, oil film block is arranged on the platform and below the platform are sequentially arranged on the wedge and the lower wedge, the inner wall of the side wall of the bench is arranged on the side of the groove on the slide, scoliosis wedge is placed edge wall rack on the bottom of the groove under the setting slide, wedge setting ribs, one side of the lower wedge connection screw, screw out to Taiwan the external frame and the connecting nut, wedge surface wedge and wedge contact surface under wedge, ultrasonic probe is connected to an ultrasonic transmitting device and ultrasonic receiving device, adjusting the ultrasonic transducer is installed on the platform of the bench mounted on an upper surface of a laser Move the sensor, there is a gap on the surface of the platform. The displacement adjustment of the invention is accurate, and the required thickness can be conveniently obtained, and the minimum displacement can reach 1 mu m level.

【技术实现步骤摘要】
一种超声波测薄油膜用标定测试台
本专利技术涉及的是一种测量油膜的试验台。
技术介绍
超声检测技术具有适用性广，探伤灵敏度高，检测深度大、使用方便和安全性好等优点，是目前应用最广泛、使用频度最高的无损检测技术之一。目前，国内已建立一支庞大而且优秀的超声检测专业队伍和科研队伍，超声检测的应用范围日益扩大，相关基础研究和应用技术研究正逐步深入，许多成果已达到或接近国外水平。对超声波探测技术的研究最早开始在国外。1973年TattersallHG利用超声脉冲回波技术测量粘结层厚度，并建立弹簧模型，认为当中间层为薄层时，薄层质量可以忽略，可将其看作轻质弹簧。1994年Pialucha等人根据声波在介质分界面处位移和应力的连续性，利用垂直入射超声波检测两个厚介质之间的薄层厚度。1997年Drinkwater和Cawley在分析方法上做了拓展，他们认为只简单的考虑时域信息是不够的，应该从频率中获取更多有用的信息。2002年Quinn使用超声波测量接触面之间的压力，并研究反射系数与压力之间的关系。2004年Dwyer-Joyce和Drinkwater使用超声波反射系数法测量轴承系统中的润滑油膜厚度，分析膜厚与油膜刚度或谐振频率之间的关系，并成功完成50-500nm范围的润滑油膜厚度测量。超声波法虽然有一定的优势，但由于缺乏校准方法而一定程度上受到限制。2005年JieZhang等人研究了一种用于校准三层系统膜厚测量的实验仪器和步骤，他们利用位移传感器控制钢与钢之间的距离，从而调节油膜的厚度，并详细研究了反射系数误差对厚度测量结果的影响。通过实验，对反射系数的范围进行限定，从而得出为准确测量给定的润滑膜厚度而需要选择合适的测试频率的结论。2008年，为获取油膜厚度的分布情况，JieZhang和Drinkwater使用超声阵列传感器，通过改变超声波的入射角，实现对局部油膜厚度分布的测量，克服了早期研究中只做单点测量的缺点。2010年Hunter等人研究出自动对焦算法，解决了超声测量中的自动聚焦问题。2011年Dwyer-Joyce等人研究了边界润滑和混合润滑时的超声波膜厚测量方法，通过建立混合动态模型，成功获取接触部分液体刚度和固体刚度的组成成分。2012年Ibrahim等人使用超声波的反射系数法对滚动轴承进行了测量。实验中的轴承在给定的负载和转速下转动，通过测量连续的超声波反射信号，从而得到轴承外滚道与滚珠之间的膜厚轮廓分布。国内，1988年金长善应用超声波在夹层中的反射与透射特性来测量油膜厚度，并且论述了连续波法和单脉冲分离法的特点以及应用场合。2007年，卢黎明研究采用脉冲反射法测量液体滑动轴承的润滑油膜厚度，构建了完整的测量电路，并通过实验进行了验证。2009年焦敬品等人使用流体层的谐振频率和刚度系数来表征其厚度，同时研究了介质声学参数和中间流体层厚度对反射系数以及厚度测量的影响。2010年唐伟坤等人建立三层介质超声波传播模型，利用反射系数法测量油膜厚度，并对连续模型和弹簧模型的适用范围做了比较。2011年申洪苗等人建立斜入射时超声波在三层介质中传播的反射系数弹簧模型，并分析了超声波入射频率、入射角度和油膜厚度对反射系数的影响。以上所述的测量方法所使用的装置，虽然可以比较准确的测出油膜厚度，但仍有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供可以对1-20μm的薄油膜厚度进行标定的一种超声波测薄油膜用标定测试台。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种超声波测薄油膜用标定测试台，其特征是：包括台架、超声波发射装置、超声波接收装置、调节平台、水槽、平台，台架为中空结构，调节平台固定在台架上方，水槽位于调节平台内部，台架顶端的内壁上固定有油膜上块，油膜上块下方设置油膜下块，油膜下块设置在平台上，平台下方依次设置上楔块、下楔块，台架侧壁的内壁上设置侧凹槽滑道，上楔块与侧壁接触处设置与侧凹槽滑道相配合的侧凸棱，台架底端的内壁上设置下凹槽滑道，下楔块与台架底端内壁接触处设置与下凹槽滑道相配合的下凸棱，下楔块的一侧连接螺杆，螺杆穿出至台架外部并连接螺母，上楔块的楔形面与下楔块的楔形面相接触，位于水槽上的超声波探头连接超声波发射装置和超声波接收装置，调节平台上安装超声波换能器，台架的上表面上安装激光位移传感器，台架上表面开有供激光位移传感器的激光照射到平台上的缺口。本专利技术还可以包括：1、下楔块端部与台架内壁贴合时，油膜上块和油膜下块相接触。2、油膜下块两侧安装有电热片，油膜下块中部设置用于安装温度传感器的小孔。3、上楔块和下楔块的坡度i为1:50，螺杆的螺距为1mm，螺杆每旋转一圈，下楔块水平位移1mm，高度变化0.02mm，即每旋转18°，油膜厚度变化1μm。本专利技术的优势在于：本专利技术只需简单旋转旋钮即可对油膜厚度和换能器高度进行微小的改变；装置结构稳定，不容易因为外界因素影响而产生误差；装置位移调节十分精确，可以方便的得到所需厚度，并且最小位移可达1μm级别；装置自带精准的校正功能，不需额外进行校准；装置测量多样，可同时探究温度对油膜厚度测量的影响。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1，本专利技术一种超声波测薄油膜厚度用标定测试台，包括超声波发射与接收装置1、2、水浸式超声波探头4、水槽5、台架、油膜上块15、油膜下块7、平台9、位移传感器16、平台调节17、上楔块10、下楔块11、螺杆、螺母13等组成。探头固定在水槽5上平面。超声波发出和接收装置包括：超声波发射装置1，超声波接收装置2和计算机3。螺杆与下楔块11左端固定在一起。油膜下块7可加热。螺杆旋转推动下楔块11横移，从而使上楔块10高度发生变化，来改变油膜厚度以达到需要值。楔块的坡度i为1:50，螺距为1mm，螺杆每旋转一圈，下楔块11水平位移1mm，高度变化0.02mm，即每旋转18°，油膜厚度变化1μm。台架为一中空台架，其外侧顶端与水槽5固定在一起，内侧顶端与油膜上块15固定在一起。与上楔块10移动范围内有导轨，使上楔块10只发生竖直位移而不会水平滑动。水槽5是一个中空长方体，槽壁厚度在1-2mm之间，高度在30-50,mm之间。水槽5固定在上平面上。油膜上块15和油膜下块7使用量块，其表面精度高，不会对超声波的反射系数和透射系数产生不利干扰，且使用方便，更利于标定工作的进行。油膜下块7两侧装有电热片8，用于测量不同温度对油膜厚度测量的影响，中间有一小孔并置有温度传感器14，用于控制油膜下块7的温度。位移传感器16使用激光位移传感器16。激光位移传感器16精度高，使用方便，且不需要额外的控制器和校准设备，使用该传感器对平台9上表面进行测量，从而得出油膜上下块之间的距离，用于校准油膜下块7初始位置与确定油膜厚度。上楔块10与台架内壁相贴合，接触侧有凸棱，嵌入台架凹槽中，保证上楔块10的竖直位移。下楔块11底端亦有凸棱，与桌面滑道凹槽相契合，使下楔块11只能产生水平横移。下楔块11右侧顶端与台架内壁贴合时，油膜上块15和油膜下块7恰好接触。下楔块11左端与螺杆相连，螺杆穿过台架外侧螺母13实现旋转时对下楔块11的推动。螺杆头部做成旋钮，并在螺母13外添加刻度盘，以18°为1μm刻度，从而清晰地得到位移大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波测薄油膜用标定测试台，其特征是：包括台架、超声波发射装置、超声波接收装置、调节平台、水槽、平台，台架为中空结构，调节平台固定在台架上方，水槽位于调节平台内部，台架顶端的内壁上固定有油膜上块，油膜上块下方设置油膜下块，油膜下块设置在平台上，平台下方依次设置上楔块、下楔块，台架侧壁的内壁上设置侧凹槽滑道，上楔块与侧壁接触处设置与侧凹槽滑道相配合的侧凸棱，台架底端的内壁上设置下凹槽滑道，下楔块与台架底端内壁接触处设置与下凹槽滑道相配合的下凸棱，下楔块的一侧连接螺杆，螺杆穿出至台架外部并连接螺母，上楔块的楔形面与下楔块的楔形面相接触，位于水槽上的超声波探头连接超声波发射装置和超声波接收装置，调节平台上安装超声波换能器，台架的上表面上安装激光位移传感器，台架上表面开有供激光位移传感器的激光照射到平台上的缺口。

【技术特征摘要】
1.一种超声波测薄油膜用标定测试台，其特征是：包括台架、超声波发射装置、超声波接收装置、调节平台、水槽、平台，台架为中空结构，调节平台固定在台架上方，水槽位于调节平台内部，台架顶端的内壁上固定有油膜上块，油膜上块下方设置油膜下块，油膜下块设置在平台上，平台下方依次设置上楔块、下楔块，台架侧壁的内壁上设置侧凹槽滑道，上楔块与侧壁接触处设置与侧凹槽滑道相配合的侧凸棱，台架底端的内壁上设置下凹槽滑道，下楔块与台架底端内壁接触处设置与下凹槽滑道相配合的下凸棱，下楔块的一侧连接螺杆，螺杆穿出至台架外部并连接螺母，上楔块的楔形面与下楔块的楔形面相接触，位于水槽上的超声波探头连接超声波发射装置和超声波接收装置，调节平台上安装超声波换能器，台架的上表面上安装激光位移传感器，台架上表面开有供激光位移传感器的激光照射到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓涛，齐松博，石勇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23