基于超声波检测的汽车防雨密封性试验研究

摘 要：分析了超声波检测的汽车防雨密封性检测原理，同时研究了超声波检测的汽车防雨密封性检测系统，以期为基于超声波检测的汽车防雨密封性试验提供一些参考，提升汽车的防雨密封性，提高汽车在行驶过程中的安全性和舒适性。

关键词：超声波检测；汽车防雨密封性；试验

汽车性能综合测试能够全面、准确地反映汽车整车技术性能。在汽车综合性能测试中，汽车防雨密封性能检测占有着重要位置。采用超声波检测技术进行汽车防雨密封性试验，能够快速、准确地发现汽车缝隙位置，以便及时采取措施进行修复，确保汽车的防雨密封性。

1.超声波检测的汽车防雨密封性检测原理

目前，射线检测法、自动光学检测法、超声检测法以及红外检测法等检测法是汽车防雨密封性检测的主要方法，其中超声波检测检测方法在汽车密封性检测中占有着重要位置，有着检测时间短、检测方法和步骤简单以及检验成本低的优势，广泛应用于目前的汽车防雨密封性检测中。通常情况下，气压密封容器和液压密封容器在生产过程中或是使用过程中出现一些细微裂缝，从而导致压力系统发生泄漏。当压力容器内部压强超过外部压强时，密封容器内气体会从容器的漏孔漏出，一旦容器漏孔尺寸较小且雷诺数较高时，沿容器漏孔漏出的气体就会形成湍流，同时湍流在漏孔附近会产生一定频率的声波，漏空孔尺寸直接决定着该声波振动的频率，当容器漏孔较大时人耳能够直接听到漏气声，当漏孔很小且声波频率大于20 kHz时，该声波便无法被人耳捕捉到，然而该声波仍然会在控制进行传播，即空载超声波。超声波为一种高频短波信号，其强度会随着漏孔距离的增加而迅速衰减，是一种方向性较强的信号，采用超声波进行汽车防雨密封性检测能够简单、准确地判断出漏孔位置。

采用超声波进行汽车防雨密封性能检测时，应当借助超声波发生器。在开展超声波汽车防雨密封性检测时，应先在汽车车体内安装超声波发生器，超声波发生装置产生的超声波会在均匀介质中按直线方向传播，当其到达界面或者遇到另一种介质时，会发生反射和折射，同时服从几何光学的反射和折射定律。超声波的能量和波形会在其反射和折射过程中出现变化，其反射能量和透射能量的变化与两种介质声阻抗特性的有关，当两介质声阻抗特性差越大，产生的反射波强度越大。然而，钢的声阻抗特性大约为空气的10万倍，超声波难以通过空气与钢的介面全部进行反射，置于车体内超声波发生器产生的超声波会在汽车车体内会发生偏转，然而若车体存在缝隙，超声波便能够穿透缝隙到达车体外。根据这一原理，可以在汽车在车体外采用超声波检测装置检测汽车车门、车窗、地板、封口处时候有超声波穿透，同时超声波检测装置接收探头将接收的超声振动波转换成电信号，根据泄漏超声的声压级与泄漏处尺寸相关，检测出电压信号判断车体缝隙的大小，并根据超声波的束射特性、方向性强及定向传播，准确判断汽车缝隙位置。

2.超声波检测的汽车防雨密封性检测系统

采用超声波进行汽车防雨密封性能检测时，置于汽车车体内的超声波发生装置会产生频率为40kHz的超声波信号，超声波发生器电源为9V电池，电源消耗为0.75 mA。在进行试验过程中，打开超声波发生器电源，传送头将发出超声波，在车体外使用超声波检测装置能够有效检测时从缝隙传出的超声波，从而对缝隙

所在的位置进行精确定位，其中超声波的泄露程度可由输出电压的大小表示。超声波检测的汽车防雨密封性检测系统的硬件系统如图1所示。通过试验箱进行模拟试验，建立缝隙大小与输出电压数据库；同时根据等效试验，建立输出电压与淋雨试验中人工评定结果数据库，将超声波检测试验结果与淋雨试验结果对应分析，从而得到汽车防雨密封性评定结果。

同时，超声波检测的汽车防雨密封性检测系统的软件系统主要功能为协调控制系统各个硬件组成部分的工作，并且完成相关数据采集、数据处理及显示、结果评定等功能。图2为超声波检测的汽车防雨密封性检测系统的软件系统。采用采用超声波进行汽车防雨密封性能检测，能够建立超声波发生器与接收器距离以及汽车车体缝隙尺寸与最大接收电压的关系，利用试验现场采集到的相关试验数据，利用基于最小二乘法和Matlab软件，构建能够描述汽车防雨密封性能的經验数学模型，以便对入场车辆的防雨密封性进行实时检测，并将检测到的信号输入主控计算机进行分析和处理，得出试验结果。

3.结束语

在采用声波检测技术开展汽车防雨密封性试验时，可以在汽车车体内安装超声波发生器，以发送超声波信号，同时在出体外采用超声波检测装置将超声振动波转换成电压信号并进行输出，利用计算机对输出的电压信号进行处理分析，便能进行汽车的防雨密封性能的自动检测。

作者简介：何永明，男，工程师，本科学历，从事汽车检测、汽车工程研究等。