[发明专利]基于弹性波与无线网络的制动器摩擦片磨损程度监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试工程技术领域的系统，具体是一种基于弹性波与无线网络的制动器摩擦片磨损程度监测系统。

背景技术

汽车制动器定期检测维修的方法目前得到了最广泛的应用。当汽车运行一定的周期或者运行到一定的里程数后，就需要进行汽车性能和关键零部件的检测维修，以保障汽车行驶的安全性。这种方法的最主要缺点就是在定期维护检测时间以外，司机通常没有意识去检测这些部件的性能和健康程度。制动器摩擦片是汽车安全行驶的最关键部件之一，如果不能及时了解其磨损程度，可能会造成不可估量的损失。目前，关于制动器摩擦片磨损程度的检测有两种方法，一种方法采用最直观的定期检测维修方法，另一种是采用基于电路的极限检测方法。

弹性波是一种可以在板壳结构中传播的超声波。它的重要内在特性是其频散特性，即当波在板壳结构中传播时，其能量会在时间和空间域展开，同时，在某一频率的入射波激励下，弹性的传播速度随着板壳结构的厚度的改变而变化(I.A.Viktorov，《瑞利波和兰姆波》，纽约，Plenum出版社，1967)。目前，弹性已经广泛应用于飞行器和桥梁等板壳结构的损伤检测，但在制动器摩擦片磨损程度检测方面还没有提及；此外，弹性本身固有的频散特性在一定程度上限制了它的应用。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：200510020329.5，公开号：CN1670395，名称为“摩擦片、摩擦块及摩擦片磨损极限报警系统”，公开了一种摩擦片，用于刹车时与制动鼓或制动盘配合。该发明提出的系统包括摩擦片本体，还包括导电物。导电物至少部分固设于摩擦片本体内，一端通过信号线发送信号，所述导电物导电的外表面为导电面，摩擦片本体面向制动鼓或制动盘的外表面与所述导电面之间至少有一层绝缘层。当摩擦片达到磨损极限时，摩擦片发送信号到信号处理装置，信号处理装置处理后进行磨损极限的报警。该发明的不足在于：1)在摩擦片磨损到临界程度前，司机无法实时掌握摩擦片当前的磨损程度；2)需要对制动器摩擦片的结构进行重新设计和制造，提高了发明应用的成本。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种基于弹性波与无线网络的制动器摩擦片磨损程度监测系统，使其利用弹性波在板壳结构中传播时固有的频散特性，通过计算波在制动器摩擦片中的实际传播速度，从而确定盘式制动器摩擦片的厚度，信息通过无线网络进行传输，通过语音实时传送监测指令和接收监测报告。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括：可移动无线网络终端、弹性波激励模块、弹性波信号接收和传输模块、车载计算和决策模块，其中：可移动无线网络终端负责向弹性波激励模块发送检测指令；弹性波激励模块接收到来自于可移动无线网络终端的语音指令后产生激励波，并将激励波发射到制动器摩擦片，在制动器摩擦片中产生弹性波，弹性波传输到弹性波信号接收和传输模块中；弹性波信号接收和传输模块接收在制动器摩擦片中产生的弹性波信号，并将弹性波信号数字化后存储，然后将弹性波信号传输给车载计算和决策模块；车载计算和决策模块对弹性波信号接收和传输模块传输的弹性波信号进行滤波和求包络，提取弹性波到达时间的特征，计算弹性波的实际传播速度，并与车载计算和决策模块内部数据库相比较，获得制动器摩擦片的磨损程度，并将磨损程度报告传输给手持式移动终端。

所述弹性波激励模块，包括语音指令接收器、数/模转换器、信号放大器和压电晶片激励器，语音指令接收器接收来自于可移动无限网络终端的语音指令，并将接收到的语音指令传输到数/模转换器中；数/模转换器中预先存储具有超声频率的数字激励波信号，当数/模转换器接收到来自于语音指令接收器的语音指令后，将存储在其内部的数字激励波信号转换为弹性波模拟激励波信号，并将弹性波模拟激励信号传输给信号放大器；信号放大器负责将数/模转换器传输的弹性波模拟激励波信号放大，并传输给压电晶片激励器；压电晶片激励器与制动器摩擦片的非工作面一端相连，压电晶片激励器负责将被放大后的激励波信号射入到制动器摩擦片。

所述数字激励波信号，其频率为20kHz～500kHz。