[發明專利]表征至少局部地包括對稱平面的物體的方法

在審

• 申請號: 201380037120.2
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN104487838A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 讓-伊夫斯·弗朗西斯·羅杰·查特利爾
• 申請（專利權）人: 斯奈克瑪
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/07;G01N29/22
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;周偉明

技術領域

本發明涉及研究并表征工業中的零件，特別是用于確定它們的主要機械性能和它們的表面特性的方法的領域。

背景技術

本發明具體應用于無法進行機械牽引測試的小尺寸的零零件。例如，這應用于球軸承的滾珠，所述滾珠具有厘米量級的直徑。本發明具體用于具有在一截平面中彎曲的表面的零件。

目前，沒有已知的方案用于確定這種小零件的內部各向同性或用于確定其機械特性，例如，其彈性橫量或其柏松比。然而，重要的是具有關于這種零件的豐富知識，以確保軸承是可靠的。

已知的表征表示特性的技術利用超聲波測量，尤其使用反射波，但也使用折射波或表面波。

這樣，文件FR?2?806?162和EP?1?691?193使用測量反射波的換能器來描述缺陷檢測系統，其中由超聲波所輻射的材料的表面是平面。

文件EP?1?767?898公開了使用瑞利波，所述瑞利波是一種表面波，其在暴露于入射超聲波的零件的表面處生成，以測量例如滲氮層的表面層的厚度。

文件FR?2?930?034講授了使用縱向反射波來測量已被處理的材料的殘留應力。

為了這些不同的目的，使用用于通過接觸來實施檢查的超聲換能器，或用于在浸沒的零件上實施檢查的超聲換能器。使用這種換能器的方法具有無破壞性的優點。

發明內容

所提出的本發明是一種表征物體的方法，所述物體至少局部地包括對稱平面，該方法包括傳播穿過所述物體的超聲波的至少一次觀察，各觀察在垂直于對稱平面的軸線上執行，各觀察由超聲波的發射產生并沿著所述軸線以入射角而不是法線遇見物體。超聲波以這種方式與該物體相遇，以跟隨相對于對稱平面對稱的路徑。

超聲波的傳播時間和/或在其上實施發射和觀察的軸線的位置的分析使得可表征物體，無論其是小的還是大的，因此與無法表征較小零件的現有技術相比較而構成主要優點。

超聲波以入射角而不是法線接觸物體的事實使得可使用做為模式轉換工具(體波或表面波)的物體的表面，從而提供與傳播或反射的波的觀察相比較的額外信息。

相對于一對稱平面對稱的路徑的使用使得可面朝發射和接收易于放置和調整的換能器來使用。

在一具體實施例中，位于公共軸線上的發射和接收超聲換能器移動，同時發射超聲波并觀察傳播的超聲波，在選自由發射超聲波產生的縱波、橫波和瑞利波的至少兩個波上進行觀察。由這種表征表征方法所確定的性能可包括該物體的彈性橫量或柏松比。

可有利地觀察在縱波、橫波和瑞利波中的所有三個波，以及通過使用Viktorov的公式來驗證該方法。

在另外的實施例中，對于具有垂直于第一對稱平面的第二對稱平面的物體，位于公共軸線上的發射和接收超聲波在第二對稱平面的任何一側上移動，同時發射超聲波并觀察所傳播的超聲波，兩個縱波或兩個橫波在第二對稱平面的相對側上觀察。由這種表征方法所確定的物體的性能可包括其是否具有在至少一個平面中的各向同性或各向異性的特征。

在另外一個實施例中，對通過與其相遇的超聲波在所述物體的表面處產生的至少一個瑞利波進行觀察。測量傳播時間使得可檢測由將表明處理應用到該物體所產生的層或區域的存在。

當物體具有包括至少一個橢圓件的弧或圓形件的弧的表面時，本發明特別可適用。特別是，該物體是軸承滾珠或軸承滾柱，但其他應用是可能的。

附圖說明

圖1顯示本發明的實施例中的方法的預備步驟。

圖2顯示本發明的方法的實施例的后續步驟。

圖3顯示本發明的實施例的重要零件。

圖4-9顯示在圖3中所顯示的重要零件的展示，用于本發明的方法的兩次利用。

圖10顯示本發明另一實施例的重要零件。

具體實施方式

圖1顯示調整用于表征軸承滾珠的表征設備的步驟。該設備基于使用浸沒的超聲換能器。

該設備包括在大量的水10中的第一超聲換能器100和第二超聲換能器200。它們位于一公共軸線上，在一構成球體300的軸承滾珠的相對側上相互面對。在此例中，它們是Harisonic?I7-1012-R型的四英寸聚焦換能器，具有10MHz的頻率，直徑為0.75英寸，在焦點處的焦斑估計為0.808mm。可使用其他的換能器。

在調整步驟的過程中，換能器以發射模式和接收模式啟動。它們通常在該球體的點上進行調整。因此，以傳輸模式，兩個換能器100和200精確地對齊。在水10中產生的超聲波波束在相同的軸線上。