气体箔片轴承因其高转速、高耐温、高寿命、环保节能等优点,逐渐扮演着高速旋转机械中更为重要的角色,现已成功应用于无油空气循环机、涡轮增压器、高速高效电机、超临界二氧化碳动力系统等高速设备中,是引领涡轮机械向高功率密度转型的关键技术。气体箔片轴承亦因其低承载、低阻尼等特性使得应用受限,国内外学者通过理论和实验以尝试提高气体箔片轴承的性能,但目前对于气体箔片轴承的实验与检测技术常能用以检测箔片轴承的综合性能,缺乏对于气体箔片轴承实时状态参数的检测,如箔片变形、气膜厚度等;另一方面,主动箔片轴承作为气体箔片轴承发展的一个新方向,也缺乏相对于转子振动量更能表征轴承状态的特征作为反馈量以进一步提高其控制效率与效果。而在油轴承领域,超声波法在油膜实时检测获得了巨大的成功,这为气体箔片轴承的实时状态检测带来了新思路。因此,本文提出一种基于超声波的波箔型气体箔片轴承箔片支承结构变形与气膜厚度的实时检测方法,研究超声波信号处理技术,搭建检测方法验证实验台,并将检测方法应用于箔片轴承启停实验中,主要工作如下:设计了气膜厚度检测思路,基于薄夹层厚超声波检测理论,通过在轴承中引入声阻抗匹配层后,得到超声波在箔片结构中传播的回波信号,确定基于波形相关分析法获取箔片支承结构变形;搭建了箔片变形超声检测的软件以及硬件系统,研究了超声波回波信号信噪比的影响因素;研究超声波信号处理技术,通过数值仿真实验选择合适的小波去噪和信号升采样方法,提高了箔片变形超声检测方法的分辨率;搭建了平波箔结构、径向箔片结构静态变形构造验证实验台,将超声检测方法获得的弹性变形与构造值进行对比;搭建了径向箔片轴承动态弹性变形构造验证实验台,利用多频率下的构造的弹性变形与超声检测值对比。结果表明,超声检测方法静动态检测值与构造值误差在5μm范围内;搭建气体箔片轴承启停实验台并应用超声检测方法,分别对待测轴承进行变载荷启停实验以及变转速启停实验,获得了稳速时待测轴承的箔片变形以及气膜厚度的时域值,并分析检测结果的特征。结果表明,箔片变形随载荷的增大而增大,而受转速的影响较小;气膜厚度随载荷的增大而减小,而随转速的增大有增大的趋势;二者的峰峰值随转速和载荷的变化无明显的趋势。