基于声发射信号的摩擦磨损检测装置、表征方法和系统

1.本发明涉及材料摩擦磨损检测技术领域，具体地，涉及一种基于声发射信号的摩擦磨损检测装置、表征方法和系统。


背景技术：

2.材料摩擦磨损检测技术是工程领域中的重要研究领域，其广泛应用于各种工业设备和机械系统中，评估材料的摩擦磨损性能，以便设计和改进各种机械系统和工业设备，因此对摩擦磨损机理和行为的研究具有重要的现实意义。
3.销-盘摩擦磨损试验是评估材料摩擦磨损性能的试验方法，广泛应用于各种材料的摩擦性能评估，例如金属材料、聚合物材料、陶瓷材料等。这种实验方法不仅可以评估材料的摩擦性能，还可以研究材料的摩擦磨损机理。然而利用当前的摩擦磨损试验机进行摩擦试验时，无论磨损量还是磨痕检测均需要停机后人为转移到相应测量仪器上进行观察，步骤十分繁琐耗时，且无法实时表征整个摩擦磨损状态。因此需要一种能实时表征摩擦磨损状态的方法，评估材料在摩擦试验中的状态。
4.专利文献cn112461933a(申请号：cn202011284723.0)公开了一种焊缝的裂纹扩展声发射特征信号检测方法，该检测方法包括以下步骤：制备备件紧凑拉伸试样；对备件紧凑拉伸试样进行拉伸实验，并检测拉伸过程中拉伸实验机的震动以及摩擦声发射特征信号，得到焊缝的裂纹扩展声发射试验中的干扰特征信号曲线；制备紧凑拉伸试样；根据备件紧凑拉伸试样的干扰信号特征曲线，设置声发射检测软件的信号采集门槛值；对紧凑拉伸试样进行拉伸实验，并检测拉伸过程中预制裂纹源扩展的声发射特征信号，得到焊缝裂纹扩展声发射信号的特征曲线；在拉伸实验后，将紧凑拉伸试样进行疲劳拉断；判断紧凑拉伸试样断口裂纹扩展特征形貌。然而该专利无法解决目前存在的技术问题，也无法满足本发明的需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于声发射信号的摩擦磨损检测装置、表征方法和系统。
6.根据本发明提供的基于声发射信号的摩擦磨损检测装置，包括用于销-盘摩擦磨损试验机的声发射夹具和声发射信号采集测量实验台；
7.所述声发射夹具包括固定杆、信号接头、声发射传感器、锁紧螺母和销试样；
8.所述固定杆与摩擦试验机通过螺纹锁紧机构连接，在固定杆中间打孔用于声发射传感器的信号线与声发射传感器的连接；
9.在锁紧螺母的一端留出预设大小的环形凸台，用于声发射传感器的定位，该环形凸台孔的直径大于信号接头的直径，且小于声发射传感器的直径；
10.所述销试样通过锁紧螺母固定在固定杆上，所述销试样的上底面与声发射传感器的下底面接触，在销试样与发射传感器的中间涂抹耦合剂；
11.所述声发射信号采集测量实验台包括声发射传感器、信号放大器和声发射信号采集板卡；
12.所述声发射传感器与信号放大器连接，采集的信号经信号放大器放大后传输到声发射信号采集板卡；
13.所述声发射采集板卡前端通过bnc接头连接信号放大器接收放大后的信号，后端通过usb接口连接到pc端进行采集程序的开发设置。
14.优选的，所述声发射传感器为窄带小型传感器；
15.所述信号放大器根据不同的工况选择不同的放大倍数，得到信噪比合适且最大值不超过采集卡量程的数据。
16.根据本发明提供的基于声发射信号的摩擦磨损表征方法，执行如下步骤：
17.步骤1：将安装有销试样的声发射传感器夹具固定在摩擦试验机上，并与摩擦试验机的圆盘接触，设定实验参数开始实验并启动声发射采集程序；
18.步骤2：将采集的原始声发射信号分割存储，并进行实时处理，计算得到均方根值和幅度谱；
19.步骤3：根据采集界面显示的均方根信号和幅度谱观测材料摩擦磨损状态；
20.步骤4：绘制均方根曲线对比得到不同工况下材料摩擦磨损量。
21.优选的，通过调整接触面距离圆盘中心的距离或圆盘旋转角速度来调整摩擦的速度，并在摩擦试验机上设置包括载荷和圆盘旋转角速度在内的不同实验条件来模拟现实工况；
22.在开始实验后同步启动声发射信号采集程序，在摩擦实验中，声发射传感器采集销-盘两表面相互接触运动时接触区域应力分布变化产生的超高频应力波脉冲信号，声发射传感器采集的信号经过信号放大器和声发射信号采集板卡转换成的电信号实时显示在采集界面中。
23.优选的，所述步骤2包括：
24.对采集的信号进行原始数据分段存储，具体为：在程序内部设置时钟定时，每隔预设时间存储一个数据文件；
25.在数据实时处理中采用生产者-消费者模式保证数据处理的实时性，在生产者处进行数据采集，在消费者处进行数据分析和存储，其中对于数据处理包括均方根信号和幅度谱的提取。
26.优选的，所述步骤3包括：
27.对原始声发射信号加窗后进行短时傅里叶变换提取信号的幅度谱，用于观测摩擦磨损实验中摩擦过程的稳定性，通过对摩擦磨损实验稳定时主频的观察，对不同工况下的摩擦磨损量进行评价；
28.声发射信号采样频率为1mhz，为高频信号，设计高通滤波器对信号进行预处理，对滤波后的信号xi计算均方根值，以均方根值的大小来表征该阶段的摩擦磨损量，计算公式为：
29.30.其中，x
rms
为计算所得均方根值，表征数据长度为0.1s，即选取100000个点进行计算，即n＝100000，0≤i≤n；
31.处理的均方根信号实时显示在采集界面上，并将处理后的数据存储在同一个表格内，实验结束后使用绘图工具绘制全过程的声发射信号均方根变化曲线，对整段信号进行观察，均方根值幅值较大的部分即为摩擦磨损程度较为严重的阶段。
32.根据本发明提供的基于声发射信号的摩擦磨损表征系统，包括如下模块：
33.模块m1：将安装有销试样的声发射传感器夹具固定在摩擦试验机上，并与摩擦试验机的圆盘接触，设定实验参数开始实验并启动声发射采集程序；
34.模块m2：将采集的原始声发射信号分割存储，并进行实时处理，计算得到均方根值和幅度谱；
35.模块m3：根据采集界面显示的均方根信号和幅度谱观测材料摩擦磨损状态；
36.模块m4：绘制均方根曲线对比得到不同工况下材料摩擦磨损量。
37.优选的，通过调整接触面距离圆盘中心的距离或圆盘旋转角速度来调整摩擦的速度，并在摩擦试验机上设置包括载荷和圆盘旋转角速度在内的不同实验条件来模拟现实工况；
38.在开始实验后同步启动声发射信号采集程序，在摩擦实验中，声发射传感器采集销-盘两表面相互接触运动时接触区域应力分布变化产生的超高频应力波脉冲信号，声发射传感器采集的信号经过信号放大器和声发射信号采集板卡转换成的电信号实时显示在采集界面中。
39.优选的，所述模块m2包括：
40.对采集的信号进行原始数据分段存储，具体为：在程序内部设置时钟定时，每隔预设时间存储一个数据文件；
41.在数据实时处理中采用生产者-消费者模式保证数据处理的实时性，在生产者处进行数据采集，在消费者处进行数据分析和存储，其中对于数据处理包括均方根信号和幅度谱的提取。
42.优选的，所述模块m3包括：
43.对原始声发射信号加窗后进行短时傅里叶变换提取信号的幅度谱，用于观测摩擦磨损实验中摩擦过程的稳定性，通过对摩擦磨损实验稳定时主频的观察，对不同工况下的摩擦磨损量进行评价；
44.声发射信号采样频率为1mhz，为高频信号，设计高通滤波器对信号进行预处理，对滤波后的信号xi计算均方根值，以均方根值的大小来表征该阶段的摩擦磨损量，计算公式为：
[0045][0046]
其中，x
rms
为计算所得均方根值，表征数据长度为0.1s，即选取100000个点进行计算，即n＝100000，0≤i≤n；
[0047]
处理的均方根信号实时显示在采集界面上，并将处理后的数据存储在同一个表格内，实验结束后使用绘图工具绘制全过程的声发射信号均方根变化曲线，对整段信号进行
观察，均方根值幅值较大的部分即为摩擦磨损程度较为严重的阶段。
[0048]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0049]
(1)本发明提出的基于声发射信号的摩擦磨损表征方法适用于绝大多数摩擦实验，可以满足同一组实验不同时间点的材料摩擦磨损状态观测，该表征方法无需将实验盘拆卸再进行测量，极大节省了摩擦磨损量的测量时间；
[0050]
(2)本发明提出的摩擦磨损表征方法对试样表面的声发射信号进行监测和分析，实时反映出试样表面在摩擦磨损过程中的变化，从而精确地表征试样的摩擦磨损性能，该方法利用声发射信号的幅度谱和均方根值来表征摩擦实验中材料的摩擦磨损量，无需拆卸试样，具有非接触式测试和实时监测的优点；
[0051]
(3)本发明提供了一种声发射传感器夹具，能够将传感器紧密贴附在试样表面，提高信号采集的精度和稳定性，该夹具结构简单、易于制作，并可在销-盘摩擦磨损试验机上直接安装和使用。
附图说明
[0052]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0053]
图1为本发明所提供的一种基于声发射信号的摩擦磨损表征方法的流程示意图；
[0054]
图2为本发明中声发射信号采集处理流程示意图；
[0055]
图3为本发明实例的销-盘摩擦磨损实验示意图；
[0056]
图4为本发明提供的声发射传感器夹具示意图。
具体实施方式
[0057]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0058]
实施例1：
[0059]
如图3和图4，本发明提出了一种基于声发射信号的摩擦磨损检测装置，解决了用当前的摩擦磨损试验机进行摩擦试验时，无论磨损量还是磨痕检测均需要停机后人为转移到相应测量仪器上进行观察，步骤十分繁琐耗时，且无法实时表征整个摩擦磨损状态的问题，有效提高材料摩擦磨损的检测效率。
[0060]
所述基于声发射信号的摩擦磨损检测装置包括一套用于销-盘摩擦磨损试验机的声发射夹具，包括固定杆、信号接头、声发射传感器、锁紧螺母和销试样。
[0061]
固定杆与摩擦试验机通过螺纹锁紧机构连接，固定杆中间打孔用于声发射传感器信号线与声发射传感器的连接，在锁紧螺母的一端留出一段环形凸台用于声发射传感器的定位，要求该环形凸台孔的直径大于信号接头的直径，且小于声发射传感器的直径，以保证声发射传感器不会在施加载荷时向上移动。
[0062]
销试样的上底面与声发射传感器的下底面接触，中间涂抹耦合剂，保证面和面接触完全。
[0063]
销试样通过锁紧螺母固定在固定杆上，同时锁紧螺母保证销试样与声发射传感器紧密接触。
[0064]
所述基于声发射信号的摩擦磨损检测装置还一套声发射信号采集测量实验台，包含声发射传感器、信号放大器、声发射信号采集板卡。
[0065]
其中为保证上述声发射夹具装配要求声发射传感器为窄带小型传感器。
[0066]
信号放大器具有20db、40db、60db三档放大选择，可根据不同的工况，选择合适的放大倍数，以得到信噪比合适且不超出采集卡量程的数据。
[0067]
声发射采集板卡前端通过bnc接头连接放大后的信号，后端通过usb接口与连接到pc端进行采集程序的开发设置。
[0068]
如图1，本发明提供了一种基于声发射信号的摩擦磨损表征方法，包括如下步骤：
[0069]
将安装了销的声发射传感器固定夹具安装到摩擦试验机上，与圆盘接触，通过调整接触面距离圆盘中心的距离或圆盘旋转角速度来调整摩擦的速度，并在摩擦试验机上设置载荷，圆盘旋转角速度等不同实验条件来模拟现实工况，开始实验后同步启动声发射信号采集程序。
[0070]
在摩擦实验中，声发射传感器采集当销-盘两表面相互接触运动时，接触区域应力分布变化产生的超高频应力波脉冲信号。声发射传感器经过放大器、采集卡转换成的电信号实时显示在采集界面中。
[0071]
一些摩擦磨损实验需要长时间运行，以模拟实际使用条件下的磨损情况，然而声发射信号为高频信号，本发明中声发射信号的采样速率为1mhz，在采集过程中会产生大量的数据，对信号的存储和处理提出了较高要求。
[0072]
针对信号的存储和处理本发明提出了一种原始数据分段存储，特征变量实时处理的解决方法，如图2。在程序内部设置时钟定时，每隔60s存储一个数据文件，此时一个数据文件的大小约为5gb。在数据实时处理中采用生产者-消费者模式保证数据处理的实时性。生产者处进行数据的采集，消费者处进行数据的分析和存储。其中对于数据处理包括均方根信号和幅度谱的提取。
[0073]
对原始声发射信号加窗后进行短时傅里叶变换提取信号的幅度谱，用于观测摩擦磨损实验中摩擦过程的稳定性，通过对摩擦磨损实验稳定时主频的观察，对不同工况下的摩擦磨损量进行评价。
[0074]
声发射信号采样频率为1mhz，为高频信号，设计高通滤波器对信号进行预处理，减少低频噪声干扰，对滤波后的信号计算均方根值，以均方根值的大小来表征该阶段的摩擦磨损量，计算公式如下：
[0075][0076]
其中，x
rms
为计算所得均方根值，表征数据长度为0.1s，即选取100000个点进行计算，即n＝100000，0≤i≤n。
[0077]
处理的均方根信号同样实时显示在采集界面上，并将处理后的数据存储在同一个表格内。实验结束后即可使用绘图工具绘制全过程的声发射信号均方根变化曲线。对整段信号进行观察，均方根值较大的部分即为摩擦磨损最为严重的阶段。通过对不同工况下的
声发射信号均方根变化曲线分析可对比摩擦磨损实验中材料的磨损量。
[0078]
本发明提供的方法和装置可广泛应用于材料摩擦磨损性能测试和研究，并具有潜在的工业应用前景。
[0079]
实施例2：
[0080]
本发明还提供一种基于声发射信号的摩擦磨损表征系统，所述基于声发射信号的摩擦磨损表征系统可以通过执行所述基于声发射信号的摩擦磨损表征方法的流程步骤予以实现，即本领域技术人员可以将所述基于声发射信号的摩擦磨损表征方法理解为所述基于声发射信号的摩擦磨损表征系统的优选实施方式。
[0081]
根据本发明提供的基于声发射信号的摩擦磨损表征系统，包括如下模块：
[0082]
模块m1：将安装有销试样的声发射传感器夹具固定在摩擦试验机上，并与摩擦试验机的圆盘接触，设定实验参数开始实验并启动声发射采集程序；
[0083]
模块m2：将采集的原始声发射信号分割存储，并进行实时处理，计算得到均方根值和幅度谱；
[0084]
模块m3：根据采集界面显示的均方根信号和幅度谱观测材料摩擦磨损状态；
[0085]
模块m4：绘制均方根曲线对比得到不同工况下材料摩擦磨损量。
[0086]
优选的，通过调整接触面距离圆盘中心的距离或圆盘旋转角速度来调整摩擦的速度，并在摩擦试验机上设置包括载荷和圆盘旋转角速度在内的不同实验条件来模拟现实工况；
[0087]
在开始实验后同步启动声发射信号采集程序，在摩擦实验中，声发射传感器采集销-盘两表面相互接触运动时接触区域应力分布变化产生的超高频应力波脉冲信号，声发射传感器采集的信号经过信号放大器和声发射信号采集板卡转换成的电信号实时显示在采集界面中。
[0088]
优选的，所述模块m2包括：
[0089]
对采集的信号进行原始数据分段存储，具体为：在程序内部设置时钟定时，每隔预设时间存储一个数据文件；
[0090]
在数据实时处理中采用生产者-消费者模式保证数据处理的实时性，在生产者处进行数据采集，在消费者处进行数据分析和存储，其中对于数据处理包括均方根信号和幅度谱的提取。
[0091]
优选的，所述模块m3包括：
[0092]
对原始声发射信号加窗后进行短时傅里叶变换提取信号的幅度谱，用于观测摩擦磨损实验中摩擦过程的稳定性，通过对摩擦磨损实验稳定时主频的观察，对不同工况下的摩擦磨损量进行评价；
[0093]
声发射信号采样频率为1mhz，为高频信号，设计高通滤波器对信号进行预处理，对滤波后的信号xi计算均方根值，以均方根值的大小来表征该阶段的摩擦磨损量，计算公式为：
[0094][0095]
其中，x
rms
为计算所得均方根值，表征数据长度为0.1s，即选取100000个点进行计
算，即n＝100000，0≤i≤n；
[0096]
处理的均方根信号实时显示在采集界面上，并将处理后的数据存储在同一个表格内，实验结束后使用绘图工具绘制全过程的声发射信号均方根变化曲线，对整段信号进行观察，均方根值幅值较大的部分即为摩擦磨损程度较为严重的阶段。
[0097]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0098]
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
[0099]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种基于声发射信号的摩擦磨损检测装置，其特征在于，包括用于销-盘摩擦磨损试验机的声发射夹具和声发射信号采集测量实验台；所述声发射夹具包括固定杆、信号接头、声发射传感器、锁紧螺母和销试样；所述固定杆与摩擦试验机通过螺纹锁紧机构连接，在固定杆中间打孔用于声发射传感器的信号线与声发射传感器的连接；在锁紧螺母的一端留出预设大小的环形凸台，用于声发射传感器的定位，该环形凸台孔的直径大于信号接头的直径，且小于声发射传感器的直径；所述销试样通过锁紧螺母固定在固定杆上，所述销试样的上底面与声发射传感器的下底面接触，在销试样与发射传感器的中间涂抹耦合剂；所述声发射信号采集测量实验台包括声发射传感器、信号放大器和声发射信号采集板卡；所述声发射传感器与信号放大器连接，采集的信号经信号放大器放大后传输到声发射信号采集板卡；所述声发射采集板卡前端通过bnc接头连接信号放大器接收放大后的信号，后端通过usb接口连接到pc端进行采集程序的开发设置。2.根据权利要求1所述的基于声发射信号的摩擦磨损检测装置，其特征在于，所述声发射传感器为窄带小型传感器；所述信号放大器根据不同的工况选择不同的放大倍数，得到信噪比合适且最大值不超过采集卡量程的数据。3.一种基于声发射信号的摩擦磨损表征方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的基于声发射信号的摩擦磨损检测装置，执行如下步骤：步骤1：将安装有销试样的声发射传感器夹具固定在摩擦试验机上，并与摩擦试验机的圆盘接触，设定实验参数开始实验并启动声发射采集程序；步骤2：将采集的原始声发射信号分割存储，并进行实时处理，计算得到均方根值和幅度谱；步骤3：根据采集界面显示的均方根信号和幅度谱观测材料摩擦磨损状态；步骤4：绘制均方根曲线对比得到不同工况下材料摩擦磨损量。4.根据权利要求3所述的基于声发射信号的摩擦磨损表征方法，其特征在于，通过调整接触面距离圆盘中心的距离或圆盘旋转角速度来调整摩擦的速度，并在摩擦试验机上设置包括载荷在内的不同实验条件来模拟现实工况；在开始实验后同步启动声发射信号采集程序，在摩擦实验中，声发射传感器采集销-盘两表面相互接触运动时接触区域应力分布变化产生的超高频应力波脉冲信号，声发射传感器采集的信号经过信号放大器和声发射信号采集板卡转换成的电信号实时显示在采集界面中。5.根据权利要求3所述的基于声发射信号的摩擦磨损表征方法，其特征在于，所述步骤2包括：对采集的信号进行原始数据分段存储，具体为：在程序内部设置时钟定时，每隔预设时间存储一个数据文件；在数据实时处理中采用生产者-消费者模式保证数据处理的实时性，在生产者处进行
数据采集，在消费者处进行数据分析和存储，其中对于数据处理包括均方根信号和幅度谱的提取。6.根据权利要求3所述的基于声发射信号的摩擦磨损表征方法，其特征在于，所述步骤3包括：对原始声发射信号加窗后进行短时傅里叶变换提取信号的幅度谱，用于观测摩擦磨损实验中摩擦过程的稳定性，通过对摩擦磨损实验稳定时主频的观察，对不同工况下的摩擦磨损量进行评价；声发射信号采样频率为1mhz，为高频信号，设计高通滤波器对信号进行预处理，对滤波后的信号x
i
计算均方根值，以均方根值的大小来表征该阶段的摩擦磨损量，计算公式为：其中，x
rms
为计算所得均方根值，表征数据长度为0.1s，即选取100000个点进行计算，即n＝100000，0≤i≤n；处理的均方根信号实时显示在采集界面上，并将处理后的数据存储在同一个表格内，实验结束后使用绘图工具绘制全过程的声发射信号均方根变化曲线，对整段信号进行观察，均方根值幅值较大的部分即为摩擦磨损程度较为严重的阶段。7.一种基于声发射信号的摩擦磨损表征系统，其特征在于，采用权利要求1或2所述的基于声发射信号的摩擦磨损检测装置，包括如下模块：模块m1：将安装有销试样的声发射传感器夹具固定在摩擦试验机上，并与摩擦试验机的圆盘接触，设定实验参数开始实验并启动声发射采集程序；模块m2：将采集的原始声发射信号分割存储，并进行实时处理，计算得到均方根值和幅度谱；模块m3：根据采集界面显示的均方根信号和幅度谱观测材料摩擦磨损状态；模块m4：绘制均方根曲线对比得到不同工况下材料摩擦磨损量。8.根据权利要求7所述的基于声发射信号的摩擦磨损表征方法，其特征在于，通过调整接触面距离圆盘中心的距离或圆盘旋转角速度来调整摩擦的速度，并在摩擦试验机上设置包括载荷和圆盘旋转角速度在内的不同实验条件来模拟现实工况；在开始实验后同步启动声发射信号采集程序，在摩擦实验中，声发射传感器采集销-盘两表面相互接触运动时接触区域应力分布变化产生的超高频应力波脉冲信号，声发射传感器采集的信号经过信号放大器和声发射信号采集板卡转换成的电信号实时显示在采集界面中。9.根据权利要求7所述的基于声发射信号的摩擦磨损表征系统，其特征在于，所述模块m2包括：对采集的信号进行原始数据分段存储，具体为：在程序内部设置时钟定时，每隔预设时间存储一个数据文件；在数据实时处理中采用生产者-消费者模式保证数据处理的实时性，在生产者处进行数据采集，在消费者处进行数据分析和存储，其中对于数据处理包括均方根信号和幅度谱的提取。
10.根据权利要求7所述的基于声发射信号的摩擦磨损表征系统，其特征在于，所述模块m3包括：对原始声发射信号加窗后进行短时傅里叶变换提取信号的幅度谱，用于观测摩擦磨损实验中摩擦过程的稳定性，通过对摩擦磨损实验稳定时主频的观察，对不同工况下的摩擦磨损量进行评价；声发射信号采样频率为1mhz，为高频信号，设计高通滤波器对信号进行预处理，对滤波后的信号x
i
计算均方根值，以均方根值的大小来表征该阶段的摩擦磨损量，计算公式为：其中，x
rms
为计算所得均方根值，表征数据长度为0.1s，即选取100000个点进行计算，即n＝100000，0≤i≤n；处理的均方根信号实时显示在采集界面上，并将处理后的数据存储在同一个表格内，实验结束后使用绘图工具绘制全过程的声发射信号均方根变化曲线，对整段信号进行观察，均方根值幅值较大的部分即为摩擦磨损程度较为严重的阶段。

技术总结
本发明提供了一种基于声发射信号的摩擦磨损检测装置、表征方法和系统，包括用于销-盘摩擦磨损试验机的声发射夹具和声发射信号采集测量实验台；所述声发射夹具包括固定杆、信号接头、声发射传感器、锁紧螺母和销试样；所述声发射信号采集测量实验台包括声发射传感器、信号放大器和声发射信号采集板卡。本发明对试样表面的声发射信号进行监测和分析，实时反映出试样表面在摩擦磨损过程中的变化，从而精确地表征试样的摩擦磨损性能，无需拆卸试样，具有实时监测的优点。有实时监测的优点。有实时监测的优点。


技术研发人员：姚振强 庄博文 金智毅 杜海峰
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/7/21