专利名称：超声波气蚀试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及超声波设备，尤其涉及一种超声波气蚀试验机。
背景技术：
结构材料的耐摩擦特性，润滑材料的润滑性能等，都需要通过试验才能够比较和 鉴别。气蚀机的测试方法是将浸入在液体中高频振动的样品表面产生气蚀损伤，样品在液 体里的高频振动将导致空泡的产生和破裂，而这种空泡的破裂将对样品表面产生破坏和冲 蚀(材料损失)。由于试验过程的复杂性和敏感性，目前还尚无未有规定的气蚀试验机具体的制作 方法，并且市场上也没有现成的气蚀试验机供应。故有关研究机构、生产单位，因为测试工 作的需要，必须要做相关的气蚀试验。因为没有现成的设备，也无处可买。没有办法，他们就 各显神通，自己采购各种基本部件，在实验室里搭建一套试验系统。这样的设备结构简陋、 使用不便、精度不达标、测试数据不可靠。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种超声波气蚀 试验机。为解决该技术问题，本实用新型采用的技术方案是提供一种超声波气蚀试验机，有一个机台，机台包括底座和竖直安装于底座上的 立柱，立柱上装有一竖直的螺纹丝杆，一个电动机通过传动机构与螺纹丝杆相连；一个超声 波发生器安置于主体升降机构内，主体升降机构活动安装于立柱上，并与螺纹丝杆相连；有 一个样品台微调升降机构固定于主体升降机构下方，样品台微调升降机构上固定设置一水 平的样品台，用于放置实验样品；超声波发生器的变幅杆竖直向下安装，其底端安装超声波 工具头，并与样品台相对。作为一种改进，所述电动机是设置于立柱内部的。作为一种改进，所述立柱上设置位移指示标尺，位移指示标尺上设有行程控制开关。
0009]作为一种改进，所述主体升降机构上设有扳手式锁紧装置，样品台微调升降机构 上设有锁紧螺丝。作为一种改进，有一个压电陶瓷传感器粘附于所述超声波发生器的超声波换能器 上，直接检测超声波振动的振幅，并通过信号线连接至交流毫伏表。 作为一种改进，所述底座上还设有一个十字平移台。作为一种改进，所述十字平移台上设一恒温油浴杯底座，恒温油浴杯底座内放置 一个恒温油浴杯；恒温油浴杯是有夹层的石英玻璃容器，夹层内充满循环导热油。导热油通 过管道与控制柜的温控循环系统连接。所述的机台上设置有紧急停止按钮。作为一种改进，所述超声波发生器的驱动电源具有电流检测单元、电流反馈单元和电流控制单元，电流检测单元和电流反馈单元分别与电流控制单元相连。作为一种改进，所述驱动电源的电流控制单元设有一个转换开关，该转换开关具 有两个档位，分别对应于超声波发生器的超声波发射头在25微米和50微米的振幅条件下 的电流值；所述驱动电源的电流控制单元设有驱动微调旋钮。作为一种改进，还包括一个控制柜，该控制柜包括升降机构控制装置、超声波驱 动电源、交流毫伏表、加热制冷系统、故障报警系统和紧急停机控制系统，分别通过线路连 接至所述机台；温控循环系统和油泵分别通过管路连接至机台。控制柜负责对机台的各个 部分进行控制，包括主体升降机构的上下移动；超声波驱动电源用于对超声波振幅设定和 控制；交流毫伏表用于超声波振幅实时显示；加热制冷系统、温控系统和油泵用于恒温油 浴杯的温度设定和控制，等等。本实用新型中的超声波气蚀试验机，可采用杭州成功超声设备有限公司的20kHz 通用超声换能器。样品以规定的振幅振动时，必须浸入测试液中(通常为蒸馏水)，测试液 的温度保持在规定的温度范围之中。样品振动的振幅和频率必须精确的控制和检测。在测 试开始之前和周期性的中断测试时，精确测量样品的重量以获得随时间变化的质量损失过 程(这个过程不是线性的)。由此而得的累计气蚀_时间曲线可以适当的诠释允许比较的 不同材料和不同测试液或测试条件下材料的冲蚀性能。本实用新型的有益效果是在不同测验方法中，尽管在流动系统和水压机里空泡的产生机制不同，但对材料 的破坏机制基本相同。本实用新型中的超声波气蚀试验机采用的是小规模的、相对简单和 具有可操作性的测试方法，比较精确的控制各项试验参数，能够用来比较不同材料的抗气 蚀性能，详细研究给定材料固有的抗气蚀性能和其过程，或在不同试验条件下研究测试变 量对材料产生损伤的影响。
图1是超声波气蚀试验机的结构示意图。图中的附图标记为 1底座，2立柱，3螺纹丝杆，4主体升降机构，5样品台微调升降机构，6样品台，7变 幅杆，8位移指示标尺，9扳手式锁紧装置，10十字平移台，11恒温油浴杯底座。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。本实施例中的超声波气蚀试验机，由机台和控制柜两部分组成。机台包括底座1， 立柱2竖直安装于底座1上，其内部设有一电动机；立柱2上装有一竖直的螺纹丝杆3，电动 机通过传动机构与螺纹丝杆3相连；一个超声波发生器安置于主体升降机构4内，主体升降 机构4活动安装于立柱2上，并与螺纹丝杆3相连；可在电动机的带动之下沿着螺纹丝杆3 上下移动，在垂直的方向移动应控制精度为不大于1毫米。主体升降机构4上设有扳手式 锁紧装置9，将扳手式锁紧装置9旋转拧紧即可将主体升降机构4固定。立柱2上还设置有 位移指示标尺8，其最小刻度不大于1毫米。位移指示标尺8上设置行程控制开关用于控制 主体升降机构4的高低位置，调节其位置可以控制主体升降机构4在某个设定位置自动停止。底座1和支架2是由铸铁制造并可抗震，能避免与超声波发生器的振动装置的共振。在主体升降机构4下方，固定有一个样品台微调升降机构5。样品台微调升降机构 5上固定设置一水平的样品台6，样品台6上设样品固定座用于试验样品的固定。样品台微 调升降机构5上还设有锁紧螺丝。超声波换能器和变幅杆7竖直向下安装，其底端安装超 声波工具头，并与样品台6相对。样品台微调升降机构5可垂直上下移动，用于调节样品台 6的上下位置以控制样品和超声波工具头的距离，精度控制为不大于2微米，能保证样品与 工具头之间的距离精确。在实际操作时，样品放置的中心与变幅杆的同心度不大于样品直 径的1%。所述底座1上还设有一个十字平移台10，十字平移台10上设一恒温油浴锅底座 11，恒温油浴锅底座11内放置一个恒温油浴锅，用于盛装试验时的测试液中(通常为蒸馏 水)。恒温油浴锅是有夹层的石英玻璃容器，夹层内充满循环导热油。恒温油浴锅由十字平 移台10来调整位置，能很好的控制样品和油浴锅的同心度。可用外置的温控系统控制导热 油的温度，以各自独立的制热和制冷两套温度控制系统实现精确控制样品气蚀试验区温度 的目的。导热油用电阻加热，用电动压缩机制冷，用专用的耐热油泵带动循环。所述超声波发生器，可以使用杭州成功超声设备有限公司的YP-5020-4Z通用换 能器，ZJS-2000通用驱动电源，功率为1000W、频率为20士0. 5KHz，驱动电源能连续实时测 控频率与振幅并反馈调整。超声波振动的振幅是气蚀试验机的关键技术指标。超声波发射头的振幅与超声波 换能器的电流成正比的关系，本实用新型中超声波发生器的驱动电源就是按照这一原理设 计。将压电陶瓷传感器粘附于所述超声波发生器的超声波换能器上，并通过信号线连 接至交流毫伏表，能够把超声波的振幅实时转换成相应的高频交流信号，可实现在线检测 超声波换能器的实时振幅。但事先应利用超声波振幅测量仪标定好气蚀试验机的振幅和传 感器输出信号之间的对应关系，之后就可以在交流毫伏表上实时读取气蚀试验机的振幅。 这就实现了振幅的实时显示，也是振幅精确控制的基础。超声波发生器的驱动电源具有电流检测单元、电流反馈单元和电流控制单元，电 流检测单元和电流反馈单元分别与电流控制单元相连。当换能器的机械负载在额定范围内 变化时，驱动电源通过电感、电容匹配元件来进行升压、分流等一系列功能，使其输出给换 能器的电流能始终保持一个恒定值，从而达到输出振幅不变的要求。驱动电源的电流控制单元设有一个转换开关，该转换开关具有两个档位，分别对 应于超声波发生器的超声波发射头在25微米和50微米的振幅条件下的电流值。利用这个 转换开关，两个档位间可以方便地进行切换。驱动电源的电流控制单元设有驱动微调旋钮， 配合振幅传感和显示系统，可以精确调整超声波发射头的振幅，满足整机对超声波振幅的 要求。本实用新型中的气蚀试验机，还可配置上时间控制器，使设备自动进行周期性的 起停。并可在装置外置隔音罩，以及根据实际需要添附其它附件。还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不 限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容 直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
权利要求一种超声波气蚀试验机，有一个机台，机台包括底座和竖直安装于底座上的立柱，其特征在于，立柱上装有一竖直的螺纹丝杆，一个电动机通过传动机构与螺纹丝杆相连；一个超声波发生器安置于主体升降机构内，主体升降机构活动安装于立柱上，并与螺纹丝杆相连；有一个样品台微调升降机构固定于主体升降机构下方，样品台微调升降机构上固定设置一水平的样品台；超声波发生器的变幅杆竖直向下安装，其底端安装超声波工具头，并与样品台相对。
2.根据权利要求1所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，所述电动机是设置于立柱 内部的。
3.根据权利要求1所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，所述立柱上设置位移指示 标尺，位移指示标尺上设有行程控制开关。
4.根据权利要求1所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，所述主体升降机构上设有 扳手式锁紧装置，样品台微调升降机构上设有锁紧螺丝。
5.根据权利要求1所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，有一个压电陶瓷传感器粘 附于所述超声波发生器的超声波换能器上，并通过信号线连接至交流毫伏表。
6.根据权利要求1所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，所述底座上还设有一个十 字平移台。
7.根据权利要求6所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，所述十字平移台上设一恒 温油浴杯底座，恒温油浴杯底座内放置一个恒温油浴杯；恒温油浴杯是有夹层的石英玻璃 容器，夹层内充满循环导热油。
8.根据权利要求1所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，所述超声波发生器的驱动 电源具有电流检测单元、电流反馈单元和电流控制单元，电流检测单元和电流反馈单元分 别与电流控制单元相连。
9.根据权利要求8所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，所述驱动电源的电流控制 单元设有一个转换开关，该转换开关具有两个档位，分别对应于超声波发生器的超声波发 射头在25微米和50微米的振幅条件下的电流值；所述驱动电源的电流控制单元设有驱动 微调旋钮。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的超声波气蚀试验机，其特征在于，还包括 一个控制柜，该控制柜包括升降机构控制装置、超声波驱动电源、交流毫伏表、加热制冷系 统、故障报警系统和紧急停机控制系统，分别通过线路连接至所述机台；温控系统和油泵分 别通过管路连接至机台。
专利摘要本实用新型涉及超声波设备，旨在提供一种超声波气蚀试验机。该试验机有一机台，机台包括底座和立柱，立柱上装有螺纹丝杆，电动机通过传动机构与螺纹丝杆相连；主体升降机构活动安装于立柱上，超声波发生器安置于其内并与螺纹丝杆相连；样品台微调升降机构固定于主体升降机构下方，并固定设置水平的样品台；超声波发生器的变幅杆竖直向下安装，其底端安装超声波工具头，并与样品台相对。该试验机采用的是小规模的、相对简单和具有可操作性的测试方法，比较精确的控制各项试验参数，能够用来比较不同材料的抗气蚀性能，详细研究给定材料固有的抗气蚀性能和其过程，或在不同试验条件下研究测试变量对材料产生损伤的影响。
文档编号G01N29/34GK201653872SQ20102014602
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者陈元平 申请人:陈元平