机械故障诊断-第8,9,10章解读.ppt

* 1. 超声技术的原理 弹性波：依靠弹性介质中的质点传播的机械振动； 次声波：（f16~20HZ） 超声波：（f=2x ~ HZ ） 纵波：质点振动的方向和弹性波传播的方向相同的弹性波 可以在固体、液体、气体中传播 横波：质点振动的方向和传播的方向垂直的弹性波 只能在固体中传播 表面波：兼有纵波和横波的特性，运动轨迹复杂。 第八章 超声与声发射检测技术 波长：弹性波两个相邻的波峰或波腹之间的距离 λ=C/f 影响传播速度的有：弹性模量、切变模量、泊桑比、密度 1、超声技术的原理 当W2W1时，反射系数接近1 ，即全反射； 当超声波在一个不同介质形成的界面上传播，有反射现象、折射现象和波形转换。超声波的折射服从于斯涅尔定律。如下图 1、超声技术的原理 1、超声技术的原理 2. 超声技术的方法 2.1 敲击声测试法： 常在检测蜂窝结构与覆盖材料间的脱胶或其他缺陷中使用。 原理：用标准的试棒敲击所检测的部位，根据发出的敲击声 用人耳来判断结构的完整性。 2.2 回波脉冲法： 一般采用一个探头发射和接收反射回来的超声波。用这种 方法主要是记录介质中缺陷表面反射回来的超声波。对于 原材料中的缺陷，可以测量发射脉冲时间和反射脉冲时间 的比值来确定发射界面到反射界面之间的距离。 回波脉冲法的灵敏度取决于： 2.3 穿透传输法： 2、超声技术的方法 2.4 共振测试法： 是根据共振原理来测量试件厚度的。当试件的厚度等于超声脉冲波长的一定倍数时，在试件的两个侧壁间超声能量将产生振荡。如下图： 2、超声技术的方法 2、超声技术的方法 3.1 管壁腐蚀监测 3、超声检测技术举例 3、超声检测技术举例 2、铸锻件缺陷的检测 3、超声检测技术举例 3、超声检测技术举例 3、活塞裂纹现场诊断 3、超声检测技术举例 4、关键件在线检测 声发射现象：金属材料由于内部晶格的位错、晶界滑移，或者由于 内部裂纹的发生和发展，均要释放弹性波。 声发射与多数无损检查方法区别： 1.多数无损检查方法是射线穿透检查，被检零件处于静止、被动状态；而声发射是动态检查，只有被检零件受到一定载荷，有开放性裂纹发生和发展的前提下才会有声发射可以接收。 2.多数无损检查方法是射线一定途径穿透试件，而声发射是试件本身发射的弹性波，由传感器加以接收，因此，接收到的信号，其幅值、相位、频率不能直接表征声发射源发出的信号。 4、声发射技术 由于考虑到传感器与被检件间的声耦合问题、传感器在声发射频带内的频响特性，以及信号源和传感器之间的传递通道及其相应的传递函数三个因素使得信号畸变。 4、声发射技术 声发射技术主要应用场合： 4、声发射技术 第九章 红外检测技术 红外线：在太阳光谱中，位于红光光谱之外的区域里，存在着一种看不见的、 具有强烈热效应的辐射波。称为红外线。 1、红外光谱辐射 当能量状态由高级向低级跃迁时就会辐射出电磁波，以光子的形式将能量带 走。如果能量为E1-E0，则辐射的频率v为： 的物体称为黑体；一般的物体 黑体光谱辐射通量密度的分布规律，由普朗克定律给出： 1 基本原理 1 基本原理 图9-2的纵坐标为红外线穿透1海里的透射率，横坐标为波长。可见大气有三个 窗口。分别对应波长为1~2.5μm、3~5μm和8~15μm的红外辐射波长 2、红外探测器 目前红外探测器可分为热敏探测器和光子探测器两大类。 热敏探测器是利用半导体薄膜受辐射加热时电阻发生变化的原理而做成的。 由于红外探测器使敏感元件的温度升高过程比较慢，所以探测器的响应时间比 较长。 光子探测器是一种半导体器件，当光子投射到这类半导体材料上时，电子 空穴对便分离，产生电信号，其对红外辐射响应时间短。缺点是光谱的响应范 围有限。 1 基本原理 3、红外成像 红外成像可分为主动式和被动式两种。 主动式红外成像是用一红外辐射源照射物体，利用被反射的红外辐射摄取物 体的像，如图9-5所示。 被动式红外成像是利用物体自身发射的红外辐射摄取物体的象。通常，被动 式称为热象。热象仪的原理如图9-6所示。 1 基本原理 1 基本原理 2 红外诊断应用之一——温度检测 红外测温仪的原理如图9-9所示。 1、机床主轴箱温升对热变形影响的检测 2、金属胶接结构特性检测 2 红外诊断应用之一——温度检测 3、磨削温度检测 降低。 磨削