[发明专利]一种油膜厚度静态标定方法

摘要

本发明属于超声波精密测量技术领域，具体涉及一种油膜厚度静态标定方法，该方法在油膜厚度静态标定装置中实现，在利用其超声波探头实际测量油膜厚度前，首先就需要进行超声波探头设备的标定，本标定操作仅在首次测量时需要，本发明与现有技术相比，油膜厚度可任意调节，不同频响的探头均可进行标定：静态标定时，通过调节右平移台的高度，可形成任意的油膜厚度；标定结果精度高，设置初始油膜厚度h0，并利用频谱分析的方法确定其数值，作为标定曲线中理论膜厚曲线和实际膜厚曲线共同的初始点，可避免之前标定方法可能出现的问题，从而极大降低系统误差及加工误差对测量精度的影响，明显提高标定结果精度。

主权项

1.一种油膜厚度静态标定方法，其特征在于该方法在油膜厚度静态标定装置中实现，在利用其超声波探头实际测量油膜厚度前，首先就需要进行超声波探头设备的标定，本标定操作仅在首次测量时需要，该油膜厚度静态标定方法的标定方法具体按照如下步骤进行：S1、组装完毕后调节可调支撑脚，并用直尺测量保证四个支撑脚高度一致；将水平尺放在左L形板的短板部分，观察水平尺气泡是否在中心位置，如不在则调节左L形板的俯仰位置，使得水平尺气泡在中心；静态标定时，按照上述方法调节右L形板的俯仰位置，使得放在右L形板短板部分的水平尺气泡也处于中心位置；S2、先旋转右平移台的螺旋头，升高右L形板，使得右L形板短板上顶面与左L形板短板下底面接触，此时虽然接触，但由于两L形板15和10的平面度、平行度、粗糙度以及L板之间的形变等问题，此时油膜厚度并非为0；旋转右平移台的螺旋头N0个格，理论上降低右L形板的高度为10×N0微米，即此时左L形板的下底面和右L形板上顶面间的理论油膜厚度为10×N0微米，利用FFT(快速傅里叶变换)对超声波反射信号(左L形板下底面和润滑油界面处的反射信号)进行频谱分析，得到反射系数曲线；S3、寻找反射系数曲线中极小值点对应的谐振频率，并带入如下的膜厚计算公式求解实际油膜厚度h0： h 0 = c m 2 f ]]>其中h0为实际油膜厚度，c为油膜中的声速，m为油膜谐振阶数，f为m阶谐振频率，即反射系数极小值点对应的频率，这里以h0作为静态标定时的初始或原始厚度；S4、继续旋转右平移台螺旋头N1个格，降低右L形板高度10×N1微米，对此时超声波反射信号(左L形板下底面和润滑油分界面处的反射信号)进行FFT变换处理后计算可得实际油膜厚度h1，将h1与理论油膜厚度h0+10×N1微米进行对比和标定；S5、重复S4，连续3次以上降低右L形板高度，记录实际得到的油膜厚度与理论油膜厚度，并进行对比，最终得到超声波测量膜厚的静态标定曲线。