[發明專利]一種熒光成像膜厚測量系統的標定裝置及方法

有效

• 申請號: 201910169426.2
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN109916317B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 歐陽武;汪盛通;王斌;梁興鑫;嚴新平
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳

本發明公開了一種熒光成像膜厚測量系統的標定裝置及方法，包括試驗臺架，在試驗臺架上設有實驗水池和安設在實驗水池處的螺距頭，在實驗水池的上端或下端設有玻璃板，所述螺距頭通過調距螺桿連接有實驗板，所述實驗板安設在試驗水池內與玻璃板相對并平行設置，在試驗臺架上位于實驗水池的兩側對稱設有可調節的光源，在實驗水池的上方或下方設有拍照設備，螺距頭通過調距螺桿對實驗板與玻璃板之間的距離，通過光源和拍照設備的工作對其進行采樣。本發明采用高精度螺距頭對液膜厚度進行控制，并且通過實驗臺架的設計確保液膜的光源的強度的準確性和均勻性，以及液膜的完整性，從而得到標準情況下，液膜厚度與亮度的標定關系。

技術領域

本發明屬于液膜膜厚監測技術領域，具體涉及一種熒光成像膜厚測量系統的標定裝置及方法。

背景技術

齒輪、軸承等機械元件依賴潤滑介質對接觸面的潤滑，正常工作的潤滑表面可以使用很長時間。但一旦膜厚變得很小，那么就會發生接觸，進而產生元件的磨損，甚至是失效。膜厚的大小直接影響到潤滑狀態，進而影響一系列的潤滑性能與機械損耗。對于膜厚進行實時監控，不僅能對設備運行狀況進行監控，而且還能觀察潤滑狀態。但是膜厚的級別一般在1～100μm之間，因此需要很高的精度測量方法，其中就包括電阻法。電容法、光學法。而目前光學法，基本原理為試驗時，在軸承冷卻水中加入熒光物質，用大功率光源激發該物質發射熒光，用高速高清相機記錄不同轉速下瓦面上熒光光強，通過已建立的光強和液膜厚度的映射關系，可以直接識別試驗臺從啟動到穩定運轉過程中瓦面潤滑膜形成和演變過程，并顯示出液膜厚度。但對于膜厚與亮度的映射關系標定卻沒有精度很高的標定設備。這樣的情況下，亮度觀測只能得到基礎的膜厚特征，但無法得到精確的膜厚數據。

目前能夠給出接觸區膜厚分布的測量方法之中光學的方法缺乏特定的膜厚標尺，即膜厚與液膜亮度的標定關系。目前液膜的厚度的測量可以借用亮度來進行表征，但是液膜與膜厚的亮度標定卻由于不同環境和測試方法的情況下，得不到一個確切標準的亮度標準。因此，本發明將制作亮度基準，將玻璃板、實驗板及實驗水池液體的材料更換后，可以進行任何膜厚、任何摩擦副之間的亮度標定，保存為文件后，進而在做相關實驗時，對液膜厚度進行一一對應和識別。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種結構簡單，標定精度高的熒光成像膜厚測量系統的標定裝置及方法。

本發明所采用的技術方案為：一種熒光成像膜厚測量系統的標定裝置，其特征在于：包括試驗臺架，在試驗臺架上設有實驗水池和安設在實驗水池處的螺距頭，在實驗水池的上端或下端設有玻璃板，所述螺距頭通過調距螺桿連接有實驗板，所述實驗板安設在試驗水池內與玻璃板相對并平行設置，在試驗臺架上位于實驗水池的兩側對稱設有可調節的光源，在實驗水池的上方或下方設有拍照設備，螺距頭通過調距螺桿對實驗板與玻璃板之間的距離，通過光源和拍照設備的工作對其進行采樣。

按上述技術方案，在實驗臺架上設有定位件，所述螺距頭通過定位件定位實驗水池。

按上述技術方案，所述螺距頭安設在實驗水池的上方，拍照設備安設在實驗水池的下方。

按上述技術方案，所述螺距頭安設在實驗水池的下方，拍照設備安設在實驗水池的上方，所述調距螺桿的下端通過密封機構與試驗水池密封后與螺距頭相連。

按上述技術方案，在實驗水池上還配置有與外界連通的連通器。

按上述技術方案，在實驗臺架的下端連接有可調支腳。

按上述技術方案，實驗水池整體嵌在定位槽中，并通過強力膠進行粘接。

如上所述的一種熒光成像膜厚測量系統的定方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、在對實驗板的材料和實驗水池中的熒光液體種類進行確定后；

S2、通過調節螺距頭使實驗板與玻璃板接觸，將螺距頭調零；