超聲膜厚測量機理及傳感器研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)中，齒輪、軸承、活塞等機械中，其相對運動表面間大部分依靠潤滑油來降低摩擦和磨損，合適的油膜厚度是機械設備能否正常工作的一個關鍵因素。傳統(tǒng)測量油膜厚度的方法是基于電學和光學原理，但是由于這些方法都存在一定的缺陷，限制了它們的應用范圍。因此，較之利用超聲反射系數(shù)法測量油膜厚度具有很多優(yōu)點。本文通過理論研究和實驗分析建立了超聲反射系數(shù)與油膜厚度的關系，并證明了超聲反射系數(shù)法測量油膜厚度的可行性、準確性。
　　 論文以聲學及流體

2、力學理論為基礎，針對于不同油膜厚度建立了彈簧模型和連續(xù)模型，并對這兩種模型進行了比較。結果表明：連續(xù)模型只需要測量共振頻率，無需測量信號的振幅，因此它相對于彈簧模型而言，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)模型的測量原理不再適用，這時應采用彈簧模型來測量膜厚。
　　 由于測量油膜厚度涉及電、固、聲等多物理場耦合作用，各元素耦合特性決定著超聲傳感器的特性。通過解析求解及ANSYS耦合場數(shù)值分析