目前超声膜厚测量研究均是在固定探头中心频率(或单一摩擦副材质)下进行的,未考虑探头中心频率与摩擦副材质的变化对膜厚可测量范围的影响.为定量分析2种因素对膜厚测量范围的影响,设计一种压电陶瓷驱动的高精度微调式实验装置,基于弹簧模型利用不同中心频率探头对不同摩擦副材质间的水膜厚度进行测量.实验结果表明:膜厚的可测量值随探头中心频率的增大而减小,随摩擦副阻抗值的增大而减小;与理论值相比,利用超声探头测量水膜厚度的相对误差均低于10％,验证了实验装置及方法的可行性.提出一种根据摩擦副材质和期望测量膜厚范围来确定探头有效带宽的方法并进行试验验证,可为工程实际中不同膜厚测量时超声波探头的选型提供参考.
探头中心频率 摩擦副材质 压电陶瓷 弹簧模型 有效带宽