一种模拟多余物检测的试验工作台及其试验方法与流程

本发明涉及一种模拟多余物检测的试验工作台及其试验方法，属于物体的探测（g01v）。

背景技术：

1、随着我国航空航天事业的发展，对相关产品的可靠性有了更高的要求。其中，多余物的存在对系统可靠性会造成很大威胁，轻则引起局部运行故障，重则导致严重的航空航天事故。因此开发出性能更高的多余物检测技术迫在眉睫。例如，航空发动机装配中在其内部可能会存在多余物，这些多余物通常呈颗粒状并经常分布于发动机内部不同的有隔断夹层中。目前已知的检测发动机内部多余物的方法是在发动机表面贴声发射传感器，通过驱使发动机转动来使其内部的多余物与夹层和隔断发生撞击振动，再采集振动信号外输后进行处理来获知多余物在发动机内部的位置。但是，这样检测的方式直接拿发动机进行检测，不利于发动机本身装配。如果完全按照发动机来模拟建立一套试验装置，装置结构显得复杂且成本代价高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何方便地模拟多余物撞击试验，以探究和得到模拟的多余物和被测物的各项性能指标并判断是否满足实际试验要求。

2、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案一是：一种模拟多余物检测的试验工作台，包括四方框架和控制器，所述四方框架包括上、下两水平四边框和联接上、下两水平四边框的四角的四根竖杆，

3、在上四边框的相对两上边杆上设置间隔分布的插孔并插设有四边条架，所述四边条架含有四条边棍，相对两条边棍底部设有插入所述插孔的插条，相对两条边棍上套设有两个第一可松紧滑块，两个第一可松紧滑块上各套设有两竖管，两竖管顶端架设有一根导向杆，所述导向杆上套设有第二可松紧滑块，所述第二可松紧滑块设有漏斗，所述漏斗贯穿第二可松紧滑块，两竖管之间还架设有与导向杆平行的第一标尺，在相对两条边棍的一条边棍的两端之间架设垂直所述第一标尺的第二标尺；

4、在下四边框的相对两下边杆上架设有底梁，所述底梁上设有安装座板，所述安装座板上设有电机，所述电机的输出轴端联接一竖连杆的一端，所述竖连杆的另一端铰接有方盘，所述方盘平展位于上四边框的上方和四边条架的下方之间；所述方盘的底部中心位置设有声波传感器；

5、试验时，以方盘模拟被测试物的展开面，选配模拟多余物的模拟物放入漏斗并从漏斗掉落在所述方盘的上表面，所述控制器控制电机正反转使竖连杆摆动并使方盘与水平面形成不同的倾角，所述漏斗底部出口与所述方盘的高度用直尺测量读取，所述模拟物掉落在所述方盘的位置坐标值用第一标尺和第二标尺测量读取，所述声波传感器用于捕捉所述模拟物与所述方盘撞击的信号。

6、进一步，所述方盘的上表面设有阵列布置的方格；所述方盘的下表面固定有条轴，所述条轴上固定有铰链，所述竖连杆的另一端与铰链铰接；所述电机的输出轴端通过键联接有小圆盘，所述小圆盘的外侧设有动销，所述竖连杆的一端设有销孔，所述动销插入销孔。

7、进一步，所述上四边框的下表面固设有支架，所述支架上设置有噪声发生器和激振器。

8、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案二是：一种利用上述技术方案一的一种模拟多余物检测的试验工作台的试验方法，用于探究设定试验条件下所述试验工作台试验的多余物的最小质量，包括以下步骤：

9、1）选取多种质量规格同一材质用于模拟多余物的第一组模拟物；

10、2）通过导向杆和第二可松紧滑块调整漏斗位置，使其置于方盘中间方格的中心处，用直尺标定漏斗底部出口与方盘之间高度为一个设定值；

11、3）通过控制器驱动电机带动方盘摆动至0°水平状态；

12、4）由重至轻依次将不同质量规格的第一组模拟物放入漏斗，声波传感器将接收到的每种模拟物落下撞击方盘的声波振动信号传输到控制器；

13、5）若出现相邻的两种质量的模拟物一个能被声波传感器接收到声波振动信号而另一个不能，则判断声波传感器能接收到声波振动信号的模拟物所对应的质量是最小可检测质量；

14、若声波传感器均能接收到声波振动信号，判断第一组的模拟物的质量规格均偏大，则按照小于第一组模拟物中的最小质量更换多种质量规格同一材质的第二组模拟物按上述步骤2）-4）重新进行试验，直至出现相邻的两种质量规格的模拟物一个能被声波传感器接收到声波振动信号而另一个不能；

15、若声波传感器均不能接收到声波振动信号，判断第一组的模拟物的质量规格均偏小，则按照大于第一组模拟物中的最大质量更换多种质量规格同一材质的第三组模拟物按上述步骤2）-4）重新进行试验，直至出现相邻的两种质量规格的模拟物一个能被声波传感器接收到声波振动信号而另一个不能。

16、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案三是：一种利用上述技术方案一的一种用于多余物检测的试验工作台的试验方法，用于探究设定试验条件下多余物的材质对所述试验工作台试验的影响，包括以下步骤：

17、1）选取一组同一质量规格的多种不同材质用于模拟多余物的模拟物；

18、2）通过导向杆和第二可松紧滑块调整漏斗位置，使其置于方盘中间方格的中心处，用直尺标定漏斗底部出口与方盘之间高度为一个设定值；

19、3）通过控制器驱动电机带动方盘摆动至0°水平状态；

20、4）依次将同一质量规格的多种不同材质的模拟物放入漏斗，声波传感器将接收到的每种模拟物落下撞击方盘的声波振动信号传输到控制器；

21、5）若声波传感器均能接收到声波振动信号且信号参数完全相同，则判断材质对于所述试验平台的检测无影响；

22、若声波传感器能接收到一种材质的模拟物的声波振动信号而无法接收到其余材质的模拟物的声波振动信号，或只有一种材质的模拟物的声波振动信号无法被声波传感器接收到，则判断材质对于所述试验平台的检测有影响，而且材质表面硬度越大的模拟物越容易检测出。

23、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案四是：一种利用上述技术方案一的一种用于多余物检测的试验工作台的试验方法，用于探究设定试验条件下所述试验工作台试验的最小落下碰撞高度，包括以下步骤：

24、1）选取一组同规格用于模拟多余物的模拟物，所述规格包括质量和材质；

25、2）通过控制器驱动电机带动方盘摆动至0°水平状态；

26、3）通过导向杆和第二可松紧滑块调整漏斗位置，使其置于方盘中间方格的中心处，用直尺标定漏斗底部出口与方盘之间的多个高度值作为第一组高度设定值；

27、4）依次将同一规格的模拟物放入漏斗，调整漏斗底部出口与方盘之间高度分别为第一组高度设定值，声波传感器将接收到的模拟物从不同高度落下撞击方盘的声波振动信号传输到控制器；

28、5）若两相邻两个高度设定值的模拟物撞击方盘一个能被声波传感器接收到声波振动信号而另一个不能，判断声波传感器能接收到声波振动信号所对应高度设定值是所述试验平台的最小落下碰撞高度；

29、若声波传感器均能接收到声波振动信号，判断第一组高度设定值偏大需降低，则按照小于第一组高度设定值中的最小值重新标定第二组高度设定值，再按上述步骤2）-4）重新进行试验，直至出现两相邻两个高度设定值的模拟物撞击方盘一个能被声波传感器接收到声波振动信号而另一个不能；

30、若声波传感器均不能接收到声波振动信号，判断第一组高度设定值偏小需增高，则按照大于第一组高度设定值中的最大值重新标定第三组高度设定值，再按上述步骤2）-4）重新进行试验，直至出现两相邻两个高度设定值的模拟物撞击方盘一个能被声波传感器接收到声波振动信号而另一个不能。

31、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案五是：一种利用上述技术方案一的一种用于多余物检测的试验工作台的试验方法，用于探究设定试验条件下物碰撞角度对所述试验工作台试验的影响，包括以下步骤：

32、1）选取一组同规格用于模拟多余物的模拟物，所述规格包括质量和材质；

33、2）通过导向杆和第二可松紧滑块调整漏斗位置，使其置于方盘中间方格的中心处，用直尺标定漏斗底部出口与方盘之间高度为一个设定值；

34、3）依次将同一质量且同一材质模拟的模拟物放入漏斗，通过控制器驱动电机带动方盘分别摆动至0°并按设定角度值沿0°上下偏移至多个角度；声波传感器将接收到的模拟物落下撞击方盘的声波振动信号传输到控制器；

35、4）若声波传感器均能接收到声波振动信号且接收到的信号参数完全一致，判断多余物的碰撞角度对所述试验工作台的检测无影响；

36、若有两个角度不能被声波传感器接收到声波振动信号或虽然能接收到声波振动信号但接收到的信号参数不一致时，判断多余物的碰撞角度对所述试验工作台的试验有影响。

37、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案六是：一种利用上述技术方案一的一种用于多余物检测的试验工作台的试验方法，用于探究设定试验条件下多余物的形状对所述试验工作台试验的影响，包括以下步骤：

38、1）选取一组同一质量不同材质用于模拟多余物的模拟物；

39、2）通过导向杆和第二可松紧滑块调整漏斗位置，使其置于方盘中间方格的中心处，用直尺标定漏斗底部出口与方盘之间高度为一个设定值；

40、3）通过控制器驱动电机带动方盘摆动至0°水平状态；

41、4）依次将同一质量且不同材质的模拟物放入漏斗，声波传感器将接收到的每种模拟物落下撞击方盘的声波振动信号传输到控制器；

42、5）若声波传感器均能接收到声波振动信号且接收到的信号参数完全相同，判断形状对所述试验工作台的检测无影响；

43、若声波传感器出现接收不到声波振动信号或接收到的信号参数不一致的情况，说明形状对所述试验工作台的试验有影响。

44、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案七是：一种利用上述技术方案一的一种用于多余物检测的试验工作台的试验方法，用于探究设定试验条件下被测物的规格对所述试验工作台试验的影响，包括以下步骤：

45、1）选取一组同一规格用于模拟多余物的模拟物；

46、2）通过控制器驱动电机带动方盘摆动至0°水平状态；

47、3）选用不同规格的方盘分别安装在所述试验工作台，通过导向杆和第二可松紧滑块调整漏斗位置，使其置于每一种规格方盘中间方格的中心处，用直尺标定漏斗底部出口与每一种规格方盘之间高度为一个设定值，所述方盘的规格包括厚度和材质；

48、4）依次将同一规格的模拟物放入漏斗，声波传感器将接收到的模拟物落下撞击每一种规格方盘的声波振动信号传输到控制器；

49、5）若声波传感器均能接收到声波振动信号且接收到的信号参数完全相同，说明被测物的规格对所述试验工作台的检测无影响；

50、若声波传感器接收到不同厚度方盘的声波振动信号的信号参数不一致而接收到不同材质方盘的声波振动信号的信号参数完全相同时，说明被测物厚度对所述试验工作台的检测有影响而被测物材质对所述试验工作台的检测无影响；

51、若声波传感器接收到不同厚度方盘的声波振动信号的强度均较高而接收到不同材质方盘的声波振动信号的信号参数完全相同时，说明被测物厚度越大，所述试验工作台越易检出多余物，反之则相反；

52、若声波传感器接收到不同厚度方盘的声波振动信号的强弱不一致而接收到不同材质方盘的声波振动信号的信号参数完全相同时，则需更换多个不同厚度且相同材质的被测物重复步骤3）-4）进行试验后重新判断；

53、若声波传感器接收到不同厚度方盘的声波振动信号的信号参数一致而接收到不同材质方盘的声波振动信号的信号参数不一致时，说明被测物的材质对所述试验工作台的试验有影响而被测物厚度对所述试验工作台的试验无影响；

54、若声波传感器接收到不同厚度方盘的声波振动信号的信号参数一致而接收到不同材质方盘的声波振动信号信号的强度均较高，说明被测物的材质刚度越大时，所述试验工作台越易检出多余物，反之则相反；

55、若声波传感器接收到不同厚度方盘的声波振动信号的信号参数一致而接收到不同材质方盘的声波振动信号的强弱不一致，则需更换多个不同材质且相同厚度的被测物重复步骤3）-4）进行试验后重新判断。

56、本发明为解决上述技术问题提出的技术方案八是：一种利用上述技术方案一的一种用于多余物检测的试验工作台的试验方法，用于探究设定试验条件下多余物碰撞被测物的点位对所述试验工作台试验的影响，包括以下步骤：

57、1）选取一组同一规格用于模拟多余物的模拟物；

58、2）通过导向杆和第二可松紧滑块调整漏斗位置，控制漏斗出口位置与方盘中心距离由近到远依次增大形成多个位置，用直尺标定漏斗底部出口与方盘之间高度为一个设定值；

59、3）通过控制器驱动电机带动方盘摆动至0°水平状态；

60、4）依次将同一规格的模拟物放入漏斗，分别记录模拟物在多个漏斗出口位置落下撞击方盘的点位；利用第一标尺和第二标尺读取点位的平面坐标值；同时声波传感器将接收到的声波振动信号传输到控制器；

61、5）若声波传感器均能接收到声波振动信号且接收到的信号参数完全相同，判断多余物碰撞被测物的点位对所述试验工作台的试验无影响；

62、若声波传感器均能接收到声波振动信号但接收到的信号参数不一致，说明多余物碰撞被测物的点位对所述试验工作台的试验有影响；

63、若出现两相邻两个模拟物撞击方盘点位中的一个能被声波传感器接收到声波振动信号而另一个不能，则判断声波传感器能接收到声波振动信号所对应的点位是所述试验平台的多余物碰撞被测物的临界点位。

64、本发明的有益效果是：由于本发明设计了试验工作台，可以将方盘模拟任一被测物的展开面，同时将模拟多余物的模拟物放入漏斗从漏斗出口落下与方盘产生撞击，设置模拟物和方盘的不同规格数据作为试验条件变量，通过标记漏斗出口与方盘的高度以及记录撞击的点位的平面坐标值和声波振动信号，得出模拟物和方盘是否满足检测多余物的试验条件，即可为本发明设计的试验台是否能够进行实际模拟多余物撞击被测物的试验提供依据。本发明的试验工作台通过模拟多余物撞击方盘的试验，将复杂的实际被测物内多余物检测转变成本发明的多种简单检测过程，减轻了实际被测物内对多余物检测的难度和繁琐度。