超聲膜厚測(cè)量機(jī)理及傳感器研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)中，齒輪、軸承、活塞等機(jī)械中，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面間大部分依靠潤(rùn)滑油來(lái)降低摩擦和磨損，合適的油膜厚度是機(jī)械設(shè)備能否正常工作的一個(gè)關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)測(cè)量油膜厚度的方法是基于電學(xué)和光學(xué)原理，但是由于這些方法都存在一定的缺陷，限制了它們的應(yīng)用范圍。因此，較之利用超聲反射系數(shù)法測(cè)量油膜厚度具有很多優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)理論研究和實(shí)驗(yàn)分析建立了超聲反射系數(shù)與油膜厚度的關(guān)系，并證明了超聲反射系數(shù)法測(cè)量油膜厚度的可行性、準(zhǔn)確性。
　　 論文以聲學(xué)及流體

2、力學(xué)理論為基礎(chǔ)，針對(duì)于不同油膜厚度建立了彈簧模型和連續(xù)模型，并對(duì)這兩種模型進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：連續(xù)模型只需要測(cè)量共振頻率，無(wú)需測(cè)量信號(hào)的振幅，因此它相對(duì)于彈簧模型而言，不易受噪聲干擾且操作較為方便，但是若油膜的共振頻率大于60MHz，基于連續(xù)模型的測(cè)量原理不再適用，這時(shí)應(yīng)采用彈簧模型來(lái)測(cè)量膜厚。
　　 由于測(cè)量油膜厚度涉及電、固、聲等多物理場(chǎng)耦合作用，各元素耦合特性決定著超聲傳感器的特性。通過(guò)解析求解及ANSYS耦合場(chǎng)數(shù)值分析