润滑膜厚测量的双色光干涉强度调制方法.PDF

第 ３５卷　第 ３期 摩 擦 学 学 报 Ｖｏｌ３５　Ｎｏ３ ２０１５年５月 Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｍａｙ，２０１５ ＤＯＩ：１０．１６０７８／ｊ．ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ．２０１５．０３．００６ 润滑膜厚测量的双色光干涉强度调制方法  刘海超，郭　峰 ，赵国垒 （青岛理工大学 机械工程学院，山东 青岛　２６６０３３） 摘　要：提出一种红绿双色光干涉强度调制技术（ＤＩＩＭ）对球盘接触润滑油膜厚度进行测量．利用接触区外部干涉 图像中红、绿分量强度值之差得到调制信号，并由此得到对应特征点的条纹干涉级次，进而由干涉强度得到接触区 内任一点膜厚．运用多光束干涉理论对所提出的测量技术进行了原理分析，讨论了所用双色光的光波长、半峰全宽、 测量介质对测量结果的影响．最后，应用该技术分别对球盘接触的静态间隙和动态油膜厚度进行测量，结果与经典 理论有很好的一致性，证明了该技术的可行性．对试验所用的双色激光光源（红光６５３ｎｍ、绿光５３２ｎｍ），光学量程 可达４ ｍ．由于光强衰减小且能避免干涉级次计数，该方法可高效测量润滑油膜厚度． μ 关键词：双色光干涉；强度调制；多光束干涉；弹性流体动压润滑油膜；干涉级次 中图分类号：ＴＨ１１７．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４－０５９５（２０１５）０３－０２８２－０６ ＡＤｉｃｈｒｏｍａｔｉｃＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＩｎｔｅｎｓｉｔｙＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＡｐｐｒｏａｃｈ ｔｏＬｕｂｒｉｃａｔｉｎｇＦｉｌｍＴｈｉｃｋｎｅｓｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ＬＩＵＨａｉ－ｃｈａｏ，ＧＵＯＦｅｎｇ，ＺＨＡＯＧｕｏ－ｌｅｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｉｃｈｒｏｍａｔｉｃ（ｒｅｄ－ｇｒｅｅｎ）ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＤＩＩＭ）ａｐｐｒｏａｃｈｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｂａｌｌ－ｏｎ－ｄｉｓｋ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇｆｉｌｍｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｉｎｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈ，ａｍｏｄｕｌａｔｅｄｓｉｇｎａｌ，ｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｉｎｔｅｎｓｉｔｙｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｅｄａｎｄｔｈｅ ｇｒｅｅｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｏｕｔｓｉｄｅｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｒｅａ，ｗａｓｕｓｅｄｔｏｉｎｆｅｒｔｈｅｆｒｉｎｇｅｏｒｄｅｒｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅｒｅａｆｔｅｒｔｈｅｆｉｌｍｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｏｔｈｅｒｌｏｃａｔｉｏｎｓｃａｎｂｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｗｉｔｈｍｕｌｔｉ－ ｂｅａｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓ，ＦＷＨＭｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅａｎｄｔｈｅｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ＇ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｉｃｅｓｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｉｓａｐｐｒｏａｃｈ，ｔｈｅｓｔａｔｉｃｃｏｎｔａｃｔｇａｐａｎｄｄｙｎａｍｉｃｆｉｌｍｔｈｉｃｋｎｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎａｓｔｅｅｌｂａｌｌ ａｎｄａｇｌａｓｓｄｉｓｃｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｗｅｌｌｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈ