潤(rùn)滑膜厚的雙色光干涉強(qiáng)度調(diào)制測(cè)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(cè)量方法。通過對(duì)雙色光干涉產(chǎn)生的兩種顏色強(qiáng)度信號(hào)的線性相減，得到調(diào)制的強(qiáng)度信號(hào)，并由此獲得干涉級(jí)次，實(shí)現(xiàn)亞微米/納米尺度動(dòng)態(tài)潤(rùn)滑油膜的厚度測(cè)量。完成的主要工作包括:
　　(1)對(duì)原有的潤(rùn)滑油膜測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了改造和升級(jí)，提高了成像質(zhì)量。重新搭建了3CCD彩色圖像采集系統(tǒng)，升級(jí)了試驗(yàn)臺(tái)伺服控制系統(tǒng)，并重新編寫了試驗(yàn)儀測(cè)控軟件，該軟件集成了圖像采集、摩擦力采集和運(yùn)動(dòng)控制功能。
　　(2

2、)開發(fā)了大量程的紅綠雙色激光干涉強(qiáng)度調(diào)制技術(shù)（DIIM）?；诙喙馐缮胬碚?，對(duì)潤(rùn)滑油膜彩色光干涉測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行完全薄膜光學(xué)分析，揭示干涉條紋光強(qiáng)與色彩的形成機(jī)制。在外差干涉的基礎(chǔ)上，利用雙色光干涉圖像中紅、綠分量強(qiáng)度之差得到大的合成波長(zhǎng)和調(diào)制信號(hào)，并由此得到對(duì)應(yīng)特征位置的干涉級(jí)次，進(jìn)而由單色光干涉光強(qiáng)得到接觸區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)膜厚。運(yùn)用雙光束和多光束干涉理論對(duì)所提出的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了原理分析，重點(diǎn)討論了光源波長(zhǎng)和半峰全寬對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。從光強(qiáng)和

3、顏色兩個(gè)角度給出前三級(jí)拍波的量程擴(kuò)展方法。理論分析和實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)紅綠雙色激光光源（紅光653nm、綠光532nm），測(cè)量分辨率為0.8nm，光學(xué)量程高達(dá)4μm。由于干涉光強(qiáng)衰減小且能避免干涉級(jí)次計(jì)數(shù)，DIIM方法可高效測(cè)量油膜厚度。
　　(3)準(zhǔn)確測(cè)量了變速條件下流體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。非穩(wěn)態(tài)速度下潤(rùn)滑膜厚的變化總是滯后于速度的改變，但在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)膜厚變化率與速度變化保持同步。起動(dòng)時(shí)瞬態(tài)油膜厚度低于穩(wěn)態(tài)值，成“S形”漸進(jìn)增