潤滑膜厚的雙色光干涉強度調制測量方法.pdf

1、本文建立了一種基于雙色光干涉的油膜厚度測量方法。通過對雙色光干涉產生的兩種顏色強度信號的線性相減，得到調制的強度信號，并由此獲得干涉級次，實現(xiàn)亞微米/納米尺度動態(tài)潤滑油膜的厚度測量。完成的主要工作包括:
　　(1)對原有的潤滑油膜測量系統(tǒng)的軟硬件進行了改造和升級，提高了成像質量。重新搭建了3CCD彩色圖像采集系統(tǒng)，升級了試驗臺伺服控制系統(tǒng)，并重新編寫了試驗儀測控軟件，該軟件集成了圖像采集、摩擦力采集和運動控制功能。
　　(2

2、)開發(fā)了大量程的紅綠雙色激光干涉強度調制技術（DIIM）。基于多光束干涉理論，對潤滑油膜彩色光干涉測量系統(tǒng)進行完全薄膜光學分析，揭示干涉條紋光強與色彩的形成機制。在外差干涉的基礎上，利用雙色光干涉圖像中紅、綠分量強度之差得到大的合成波長和調制信號，并由此得到對應特征位置的干涉級次，進而由單色光干涉光強得到接觸區(qū)內任一點膜厚。運用雙光束和多光束干涉理論對所提出的測量技術進行了原理分析，重點討論了光源波長和半峰全寬對測量結果的影響。從光強和

3、顏色兩個角度給出前三級拍波的量程擴展方法。理論分析和實驗表明，對紅綠雙色激光光源（紅光653nm、綠光532nm），測量分辨率為0.8nm，光學量程高達4μm。由于干涉光強衰減小且能避免干涉級次計數(shù)，DIIM方法可高效測量油膜厚度。
　　(3)準確測量了變速條件下流體動壓潤滑油膜的動態(tài)響應特性。非穩(wěn)態(tài)速度下潤滑膜厚的變化總是滯后于速度的改變，但在實驗范圍內膜厚變化率與速度變化保持同步。起動時瞬態(tài)油膜厚度低于穩(wěn)態(tài)值，成“S形”漸進增