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专利摘要

一种轴承润滑膜厚度超声测量方法及系统，它属于润滑油膜厚度测量及润滑状态监测领域。本发明解决了利用单个探头采用飞行时间方法、弹簧模型方法和谐振模型方法等无法有效监测轴承润滑膜厚的实时连续变化的问题。本发明通过建立滞后相位角与测量获得的反射系数的量化关系，并利用滞后相位角与油膜厚度的线性关系，求解获得油膜厚度，该方法通过将测量获得的反射系数转化为滞后相位角，相对于弹簧模型较大程度提升了单个探头的油膜厚度测量范围，在高频探头下，依然可实现从0到数十微米油膜厚度的连续精确测量，并可结合谐振模型实现更宽范围的膜厚测量。本发明可以应用于润滑油膜厚度测量。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202110019584.7
申请日期:
2021-01-07
专利申请人:
哈尔滨工业大学
分类号:
G01B17/02
发明/设计人:
汪剑云，古乐，张传伟，李臻，陆程，赵小力，郑德志，王黎钦
权利要求: 1.一种轴承润滑膜厚度超声测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、利用超声探头获得初始的参考信号；所述步骤一的具体过程为：在轴承没有润滑膜或者润滑膜厚大于300μm的情况下，利用超声探头采集参考界面的反射脉冲波，将采集的反射脉冲波作为初始的参考信号；步骤二、当轴承运行时，获取润滑油膜层的超声反射脉冲信号；步骤三、分别对步骤一采集的参考信号和步骤二采集的反射脉冲信号进行快速傅里叶变换，得到润滑膜层反射系数；所述步骤三的具体过程为：对油膜层反射脉冲信号进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换值Am，对参考信号进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换值Aref；并基于下式获得油膜层反射系数；其中：R为润滑膜层反射系数，Rref为基准反射系数；步骤四、利用步骤三获得的润滑膜层反射系数，计算后一个反射波比前一个反射波滞后的相位角；所述步骤四的具体过程为：其中：In为自然对数函数，Im(R)是R的虚部，代表后一个反射波比前一个反射波滞后的相位角，r代表超声脉冲从润滑膜穿过润滑膜-钢界面入射到钢的反射系数；步骤五、基于步骤四计算出的后一个反射波比前一个反射波滞后的相位角，获得润滑膜厚度；将润滑膜厚度频谱中有效带宽内的润滑膜厚度均值或者有效带宽内的最佳频率点对应的膜厚值作为最终的润滑膜厚度；所述步骤五中，基于步骤四计算出的后一个反射波比前一个反射波滞后的相位角，获得润滑膜厚度，其具体过程为：其中，h表示润滑膜厚度，f表示超声波频率，c为超声波在润滑膜中的传输速度。