專(zhuān)利名稱(chēng)：用于盤(pán)式剎車(chē)片上共振頻率測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于盤(pán)式剎車(chē)片上共振頻率測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)記錄設(shè)備和具有傳感器系統(tǒng)的測(cè)量裝置。此外，本發(fā)明涉及使用麥克風(fēng)在盤(pán)式剎車(chē)片上測(cè)量共振頻率的方法。
背景技術(shù)：
本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員通常知道并熟悉本文開(kāi)頭提到的類(lèi)型的測(cè)量系統(tǒng)。共振頻率是用于描述盤(pán)式剎車(chē)片的振動(dòng)行為的重要特征變量。影響共振頻率，即對(duì)盤(pán)式剎車(chē)片的振動(dòng)行為有影響的變量包括，例如，盤(pán)式剎車(chē)片的彈性、可壓縮性、密度、質(zhì)量、孔隙度、硬度、厚度、幾何形狀(比如盤(pán)式剎車(chē)片倒角)、以及阻尼特性。檢查盤(pán)式剎車(chē)片時(shí)，例如當(dāng)這些盤(pán)式剎車(chē)片的結(jié)構(gòu)尺寸大約相同時(shí)，可使用共振頻率得出關(guān)于制造盤(pán)式剎車(chē)片所使用的材料的結(jié)論。此外，共振頻率可用于檢查這些盤(pán)式剎車(chē)片具有相同特性的程度。本文開(kāi)頭提到的測(cè)量系統(tǒng)，特別適用于檢查盤(pán)式剎車(chē)片的材料屬性以保證質(zhì)量。 在測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先通過(guò)敲擊刺激使得需要測(cè)量的物體，即盤(pán)式剎車(chē)片，產(chǎn)生振動(dòng)。比如，通過(guò)用鐵錘擊打，可造成該刺激。敲擊的優(yōu)點(diǎn)在于同時(shí)刺激寬頻率范圍上的所有振動(dòng)。優(yōu)選地，盤(pán)式剎車(chē)片放置在軟泡沫基底上，這樣會(huì)產(chǎn)生近似的自由振動(dòng)，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)泡沫基底能夠使得盤(pán)式剎車(chē)片的振動(dòng)和周?chē)h(huán)境的振動(dòng)解耦合。同樣重要的是泡沫基底上的測(cè)量物體的限定位置，該測(cè)量物體即盤(pán)式剎車(chē)片。由于限定位置的變化會(huì)導(dǎo)致刺激出不同強(qiáng)度的共振頻率，因此限定位置決定了重復(fù)測(cè)量的精度。進(jìn)行測(cè)量的目的在于，獲得關(guān)于盤(pán)式剎車(chē)片的振動(dòng)行為的客觀反應(yīng)。通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算能夠得出振動(dòng)行為的自相關(guān)函數(shù)，直觀地說(shuō)，能夠測(cè)量得到關(guān)于盤(pán)式剎車(chē)片在一個(gè)刺激力下產(chǎn)生的振動(dòng)頻率f的信息。以所謂的共振頻率fc表示所述測(cè)量值，也就是說(shuō)，通過(guò)自相關(guān)函數(shù)可以得知盤(pán)式剎車(chē)片在特別高的反應(yīng)(振幅)情況下的聲學(xué)特性。為了記錄這些振動(dòng)，現(xiàn)有技術(shù)中已知通過(guò)麥克風(fēng)進(jìn)行非接觸式測(cè)量。非接觸式麥克風(fēng)測(cè)量意味著使用一個(gè)麥克風(fēng)記錄受刺激的盤(pán)式剎車(chē)片的振動(dòng)。與使用其他傳感器，比如使用加速度接收器進(jìn)行測(cè)量相比，僅使用一個(gè)麥克風(fēng)進(jìn)行非接觸式麥克風(fēng)測(cè)量的優(yōu)勢(shì)在于盤(pán)式剎車(chē)片的共振頻率和振動(dòng)模式不受傳感器質(zhì)量的影響?，F(xiàn)有技術(shù)中已知的非接觸式麥克風(fēng)測(cè)量不充分，當(dāng)使用寬頻率范圍的麥克風(fēng)時(shí)只能進(jìn)行一個(gè)受限制的記錄，因?yàn)樵邴溈孙L(fēng)的直接周?chē)h(huán)境中聲場(chǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)線(xiàn)的連接是不可避免的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步研發(fā)本文開(kāi)頭提到的這種測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)可記錄大量的共振頻率。通過(guò)權(quán)利要求1的特征滿(mǎn)足該要求。優(yōu)選地可由從屬權(quán)利要求中得出本發(fā)明系統(tǒng)的有利設(shè)計(jì)。本發(fā)明提出包括兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)的傳感器系統(tǒng)。本發(fā)明的核心理念在于使用多個(gè)麥克風(fēng)在寬頻率范圍中記錄盡可能多的共振頻率。為了實(shí)現(xiàn)該目的，在相對(duì)于需要測(cè)量的物體，即盤(pán)式剎車(chē)片的不同位置放置這些麥克風(fēng)。比如，要測(cè)量的物體，即盤(pán)式剎車(chē)片，和各個(gè)麥克風(fēng)之間的距離可以不同，使得這些麥克風(fēng)彼此交錯(cuò)著朝向盤(pán)式剎車(chē)片的方向。進(jìn)一步地，可以將麥克風(fēng)在聲場(chǎng)中以圓圈的方式環(huán)繞盤(pán)式剎車(chē)片放置。優(yōu)選地，麥克風(fēng)的放置位置應(yīng)適應(yīng)于聲場(chǎng)的發(fā)射特征。本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)在于，在盤(pán)式剎車(chē)片的聲場(chǎng)中放置多個(gè)麥克風(fēng)，即兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)，確保通過(guò)麥克風(fēng)在聲場(chǎng)中不同的點(diǎn)記錄要測(cè)量的共振頻率，使得可在時(shí)間和空間上傳播的聲場(chǎng)內(nèi)更有效地避免節(jié)點(diǎn)線(xiàn)。這進(jìn)一步使得測(cè)量更穩(wěn)定、測(cè)量和重復(fù)的精度更尚ο為了通過(guò)刺激力刺激盤(pán)式剎車(chē)片，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)量裝置包括脈沖刺激裝置。有利地，盤(pán)式剎車(chē)片和脈沖刺激裝置相對(duì)的安裝位置，要保證刺激位置是明確的并且具有好的重復(fù)可調(diào)性。本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中改用以鐵錘的形式作為脈沖刺激裝置。為了使得盤(pán)式剎車(chē)片和作為振動(dòng)對(duì)的基底(臺(tái)桌或類(lèi)似物)解耦合，有利的方式是為盤(pán)式剎車(chē)片提供物體支架。優(yōu)選地，物體支架由塑料泡沫組成，其密度為25kg/cm3并且其抗碎性為3. ^Ja。方便地，盤(pán)式剎車(chē)片也可安裝在物體支架上，該物體支架的密度在 10 1000kg/cm3之間。可替換地，該密度也可在400 1200kg/m3之間。進(jìn)一步地，本發(fā)明提出通過(guò)麥克風(fēng)測(cè)量來(lái)測(cè)量盤(pán)式剎車(chē)片的共振頻率的方法，其中由兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)記錄共振頻率。優(yōu)選地，通過(guò)敲擊刺激盤(pán)式剎車(chē)片，并且該盤(pán)式剎車(chē)片和其周?chē)h(huán)境解耦合。敲擊過(guò)程可由鐵錘實(shí)現(xiàn)。用于計(jì)算機(jī)單元的計(jì)算機(jī)程序是權(quán)利要求13所述的主題，該計(jì)算機(jī)單元是數(shù)據(jù)記錄設(shè)備的一部分，其中計(jì)算機(jī)程序包含算法，該算法負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)記錄的部分，其中該算法應(yīng)用在所述方法中。此外，本發(fā)明提供將兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)用于測(cè)量盤(pán)式剎車(chē)片的共振頻率的應(yīng)用。


現(xiàn)在參照附圖解釋本發(fā)明，其中
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
100測(cè)量系統(tǒng)
10物體支架
11脈沖刺激裝置
12傳感器系統(tǒng)
13數(shù)據(jù)記錄設(shè)備
14計(jì)算機(jī)單元
15盤(pán)式剎車(chē)片
16聲場(chǎng)
17連接
18鐵錘裝置19鐵錘裝置的敲擊20麥克風(fēng)21麥克風(fēng)22麥克風(fēng)23麥克風(fēng)24 連接
具體實(shí)施例方式在圖1中，顯示用100標(biāo)記的根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量系統(tǒng)100用于測(cè)量盤(pán)式剎車(chē)片的共振頻率。圖1所示測(cè)量系統(tǒng)100基本上包括兩個(gè)元件。第一元件是測(cè)量裝置，包括物體支架10、脈沖刺激裝置11和傳感器系統(tǒng)12。第二元件是數(shù)據(jù)記錄設(shè)備13，包括測(cè)量計(jì)算機(jī)、 頻率分析器以及用14標(biāo)記的計(jì)算機(jī)單元。物體支架10以基底的形式由塑料泡沫做成，盤(pán)式剎車(chē)片15在限定的位置安裝在該支架上。塑料泡沫因此用于支撐盤(pán)式剎車(chē)片并且起到對(duì)物體聲音絕緣的作用。在盤(pán)式剎車(chē)片15的上方，即盤(pán)式剎車(chē)片15的物體支架10的另一側(cè)，安裝有脈沖刺激裝置11，圖1所示實(shí)施例中脈沖刺激裝置11是以鐵錘裝置18的形式存在的。鐵錘18通過(guò)如圖1中箭頭 19所示的方式敲擊一下，刺激盤(pán)式剎車(chē)片15振動(dòng)。該敲擊19具有造成盤(pán)式剎車(chē)片15在寬頻率范圍上振動(dòng)的效果。由測(cè)量系統(tǒng)100記錄這些振動(dòng)和相關(guān)的共振頻率。在本發(fā)明所述的原理中，傳感器系統(tǒng)12包括一個(gè)以上的麥克風(fēng)。在圖1所示根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)100的實(shí)施例中，測(cè)量系統(tǒng)100包括圍繞盤(pán)式剎車(chē)片15安裝的四個(gè)麥克風(fēng)20、21、22、23。四個(gè)麥克風(fēng)20、21、22、23的安裝位置與盤(pán)式剎車(chē)片之間的距離優(yōu)選地不超過(guò)50cm，這樣安裝的優(yōu)勢(shì)尤其在于可減少聲場(chǎng)16中節(jié)點(diǎn)的形成，即縱波。麥克風(fēng)20、21、22、23優(yōu)選地在空間內(nèi)對(duì)準(zhǔn)，并且由圖1中未顯示的壁包圍，以確保低干擾的記錄。通過(guò)連接對(duì)將麥克風(fēng)20、21、22、23連接到數(shù)據(jù)記錄設(shè)備13，該設(shè)備通過(guò)測(cè)量計(jì)算機(jī)和頻率分析器記錄與評(píng)估盤(pán)式剎車(chē)片15的反應(yīng)。該數(shù)據(jù)記錄設(shè)備13原則上也可通過(guò)連接17控制脈沖刺激裝置11。與數(shù)據(jù)記錄設(shè)備13相關(guān)的計(jì)算機(jī)單元14也有助于記錄測(cè)量數(shù)據(jù)、控制測(cè)量順序并評(píng)估測(cè)量數(shù)據(jù)，因?yàn)樵撚?jì)算機(jī)單元包括包含算法的計(jì)算機(jī)程序，該算法負(fù)責(zé)處理測(cè)量數(shù)據(jù)記錄、測(cè)量順序控制以及測(cè)量數(shù)據(jù)評(píng)估的部分。
權(quán)利要求
1.一種用于盤(pán)式剎車(chē)片(15)上共振頻率測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)(100)，包括數(shù)據(jù)記錄設(shè)備 (13)和具有傳感器系統(tǒng)(1 的測(cè)量裝置，其特征在于，所述傳感器系統(tǒng)(1 包括兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)(20、21、22、23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量裝置包括脈沖刺激裝置(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖刺激裝置(11)設(shè)置為鐵錘(18) 的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述盤(pán)式剎車(chē)片(1 安裝在物體支架(10)上，所述物體支架的密度為10 1000kg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述盤(pán)式剎車(chē)片(15)安裝在物體支架(10)上，所述物體支架的密度為400 1200kg/m3。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述盤(pán)式剎車(chē)片(15)與麥克風(fēng) (20、21、22、23)之間的距離不超過(guò)50cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖刺激裝置(11)連接到所述數(shù)據(jù)記錄設(shè)備(13)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述麥克風(fēng)(20、21、22、23)安裝為適應(yīng)于聲場(chǎng)(16)的發(fā)射特征。
9.一種通過(guò)麥克風(fēng)測(cè)量測(cè)量盤(pán)式剎車(chē)片(1 的共振頻率的方法，其特征在于，由兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)(20、21、22、2 記錄所述共振頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過(guò)敲擊(19)刺激所述盤(pán)式剎車(chē)片 (15)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述盤(pán)式剎車(chē)片(15)的振動(dòng)和其周?chē)h(huán)境解耦合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，由鐵錘(18)產(chǎn)生所述敲擊(19)。
13.一種用于計(jì)算機(jī)單元(14)的計(jì)算機(jī)程序，其中所述計(jì)算機(jī)單元(14)是根據(jù)權(quán)利要求1到8任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)記錄設(shè)備(1 的一部分，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序包含算法，該算法負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)記錄的部分，其中所述算法應(yīng)用在根據(jù)權(quán)利要求9至12任一項(xiàng)所述的方法中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述算法負(fù)責(zé)處理測(cè)量順序控制和/或測(cè)量數(shù)據(jù)評(píng)估的部分。
15.一種將兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)(20、21、22、23)用于測(cè)量盤(pán)式剎車(chē)片(15)的共振頻率的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于盤(pán)式剎車(chē)片(15)上共振頻率測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)(100)，所述測(cè)量系統(tǒng)(100)包括數(shù)據(jù)記錄設(shè)備(13)和具有傳感器系統(tǒng)(12)的測(cè)量裝置。所述測(cè)量系統(tǒng)(100)可以記錄盡可能多的共振頻率，本發(fā)明提出了包括兩個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng)(20、21、22、23)的傳感器系統(tǒng)(12)。
文檔編號(hào)G01N29/12GK102445334SQ20111029825
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月7日
發(fā)明者鮑里斯·沃尼茲 申請(qǐng)人:霍尼維爾自動(dòng)襯帶有限公司