[0032] 以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0033] 本发明采用的基于超声‑电火花耦合的气泡边界压强检测装置，如图1所示，包括底部支撑平台3、试验台2和观测机构4；底部支撑平台3固定在地面上；试验台2与观测机构4均装配在底部支撑平台3上。
[0034] 如图4所示，底部支撑平台3包括凹型平板29和支撑柱30；四个支撑柱30阵列排布固定在凹型平板29的底面上。
[0035] 如图2所示，试验台2包括电动滑台一6、超声换能器8、固定板一9、针状电极一12、针状电极二13、玻璃罩14、绝缘云母片16和恒温加热台17；恒温加热台17固定在地面上，位于凹型平板29的凹陷处；玻璃罩14固定在恒温加热台17的加热板上；针状电极二13通过一个绝缘云母片16与恒温加热台17的加热板固定连接，并位于玻璃罩14内部；两个电动滑台一6竖直固定在凹型平板29上；固定板一9的两端与两个电动滑台一6上的滑块一5分别固定连接；固定板一9与凹型平板平行布置；超声换能器8固定在固定板一9上；针状电极一12通过另一个绝缘云母片16与超声换能器8固定连接；针状电极一12与针状电极二13正对。
[0036] 如图3所示，观测机构4包括电动滑台二28、电动滑台三18、固定板二19、支撑座20、相机连接座22、光轴24和相机27；电动滑台二28固定在凹型平板29上；电动滑台三18通过连接件固定在电动滑台二28的滑块二上；电动滑台二28水平布置，电动滑台三18竖直布置；固定板二19固定在电动滑台三18的滑块三上；两个支撑座20固定在固定板二19上；光轴24与两个支撑座20均固定；相机连接座22通过螺钉21固定在光轴24上；相机27正对玻璃罩14，并通过固定件25与相机连接座22固定连接。
[0037] 作为一个优选实施例，两个电动滑台一6均通过加强筋7与凹型平板29固定连接；加强筋7能保证电动滑台一6更加稳定。
[0038] 作为一个优选实施例，固定板一9与两个电动滑台一6上的滑块一通过两个L型板10固定连接。
[0039] 作为一个优选实施例，超声换能器8与针状电极一12还通过连接块11固定连接。
[0040] 作为一个优选实施例，恒温加热台17的加热板上固定有铝导热板15；铝导热板15上开设有环形槽，玻璃罩14的底部固定在环形槽内；铝导热板15能更好的提高恒温加热台17的导热性能；玻璃罩14的底部固定在环形槽内能防止玻璃罩14中的液体介质泄露。
[0041] 作为一个优选实施例，相机连接座22内安装有微调机构23；微调机构23包括齿条、齿轮、短轴、轴承座、旋钮和滑轨；相机连接座22与光轴24连接处以下为镂空结构；相机连接座22两侧内壁上均固定有滑轨；固定件25两侧壁开设有的两个滑槽与两个滑轨分别构成滑动副；两个轴承座分别固定在相机连接座22两侧内壁上开设的圆孔中；短轴与两个轴承座均构成转动副；齿轮固定在短轴上；齿条平行于电动滑台二布置，并固定在固定件25的顶面上；齿轮与齿条构成齿轮副；两个旋钮固定在短轴的两端，且其中一个旋钮与相机连接座22通过限位销连接；当拔出限位销，旋转任意一侧的旋钮时，齿轮转动带动齿条移动，使得与齿条固定连接的固定件25随齿条移动，从而带动相机27移动；实现微调相机27的功能。
[0042] 作为一个优选实施例，固定件25通过螺栓26与相机27固定连接。
[0043] 电动滑台一6、电动滑台二28、电动滑台三18、超声换能器8和恒温加热台17均与控制器连接，受控制器控制；针状电极一12和针状电极二13与脉冲电源连接；相机27与上位机连接。操作面板1与控制器连接，进行参数设定或执行运动控制操作。
[0044] 在具备微调机构23的实施例下，本发明基于超声‑电火花耦合的气泡边界压强检测装置检测电火花加工时不同放电介质产生气泡大小的方法，具体如下：
[0045] 在玻璃罩14内注入放电介质，启动超声换能器8，通过温度计每隔一分钟记录一次玻璃罩14内放电介质的温度，放电介质在超声换能器8的作用下会持续升温，直至温度稳定不变，记录温度稳定时刻的温度T1；记录完成后，关闭超声换能器8；待玻璃罩14放电介质冷却至室温后，启动恒温加热台17，将放电介质加温至T1后，开启脉冲电源；启动电动滑台三18，将相机27调整至正对玻璃罩中的针状电极二13(如图1所示)尖部，再启动电动滑台二
28，将相机27调整至靠近玻璃罩14，接着，通过微调机构23将相机27调整至紧贴玻璃罩14，使得拍摄的图像更为清晰，另外，在安装或者取下玻璃罩14时，电动滑台二28驱动相机27远离玻璃罩14，避免两者碰撞；启动两个电动滑台一6，使得针状电极一12与针状电极二13靠近，放电并产生气泡；同时相机27对放电过程中产生的气泡进行拍摄，拍摄速度为4000帧每秒；电火花放电所产生的气泡存在膨胀和压缩过程，且气泡膨胀到一定程度时，受外界压力影响气泡开始压缩，可见气泡外部边界压力Pout远大于气泡内部产生的蒸汽压力Pin，则忽略气泡内部产生的蒸汽压力Pin时，气泡最大半径rmax、气泡形成至膨胀到最大所用时间t、气泡外部边界压力Pout和放电介质的密度ρL满足如下关系式：
[0046]
[0047] 因此，电火花放电所产生的气泡边界压强Pout的表达式如下：
[0048]
[0049] 当气泡完全消失后，停止拍摄，同时恒温加热台17停止加热；取包含气泡形成和最大状态的30张图像，通过MATLAB进行图像处理，获得形成的最大气泡半径rmax1，同时记录该气泡从形成至最大状态所需的时间t1；由于放电介质的密度ρL、重力加速度g和放电点在放电介质中距离液面的高度h满足压强公式：
[0050] P0＝ρLgh
[0051] 因此，无超声状态下，电火花放电所产生的气泡边界压强PE为：
[0052]
[0053] 待玻璃罩内放电介质冷却至室温后，启动超声换能器8，当放电介质的温度为T1时，脉冲电源通电，使得针状电极一12与针状电极二13放电并产生气泡，同时相机27对放电过程进行拍摄；当气泡完全消失后，相机27停止拍摄，同时恒温加热台17停止加热；取包含气泡形成和最大状态的30张图像，通过MATLAB进行图像处理，获得形成的最大气泡半径rmax2，同时记录得到气泡从形成至最大时所需要的时间t2；通过气泡边界压强公式可以得到超声辅助下电火花放电产生气泡的边界压强PA‑E：
[0054]
[0055] 上式中h′为超声辅助下放电点位置在放电介质中距离液面的高度；通过对比无超声状态下的气泡边界压强PE和有超声状态下的气泡边界压强PA‑E，可以得到超声波对电火花产生的气泡大小的影响，影响通过气泡边界压强差PA来表示：
[0056]
[0057] 当PA值越大时，表明超声波对该种放电介质下电火花放电产生气泡大小的影响越大；若要检测超声波对其他放电介质下电火花放电产生气泡大小的影响，通过改变玻璃罩14中的放电介质成分，并重复上述试验过程即可实现；若要检测超声波对其他电极材料下电火花放电产生气泡大小的影响，则将针状电极一12和针状电极二13更换为该电极材料，并重复上述试验过程即可实现。
