基于声反射技术的润滑油膜厚度测量方法

摘要

轴承的内部润滑状况对其运行状态及寿命影响显著，对轴承内部润滑状态进行监测对保障轴承安全运行至关重要。该文采用超声无损检测技术对润滑油膜厚度测量方法进行了研究。首先，通过有限元仿真分析了1～200μm润滑油膜厚度范围内的超声波传播特性，获取不同润滑油膜厚度时的超声波反射信号，研究了润滑油膜厚度的超声反射表征方法，与仿真预设厚度相比，该方法在1～200μm的平均相对误差为3.27%，在1～150μm的计算精确度良好。进一步，建立了一套能够精确控制润滑油膜厚度的实验系统，厚度控制精度可达0.5μm。并以此为基础开展润滑油膜厚度超声表征实验，采用中心频率为10 MHz的超声压电传感器进行激励和接收，以准确测量润滑油膜的厚度。研究结果表明，在实验设备上的测量结果受到噪声和理论模型的影响，在润滑油膜厚度过大或过小时测量精度有所下降，在1～20μm的厚度范围采用中心频率为10 MHz的超声波压电传感器进行测量，所得的测量结果良好，置信度为0.979 2。

关键词

超声 / 无损检测 / 轴承 / 润滑状态 / 润滑油膜 / 反射系数