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专利摘要

本发明公开了一种基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，该方法先进行膜厚校准试验绘制以荧光强度为横坐标，以水膜厚度为纵坐标的标准曲线，得到荧光强度与水膜厚度的映射关系，再采用测试装置驱动玻璃轴旋转模拟水润滑推力轴承，使得橡胶块与玻璃轴之间产生的水膜并采集它的荧光强度，通过将该荧光强度值代入膜厚校准实验中所得的荧光强度与水膜厚度的映射关系，从而计算出该荧光强度值对应的水膜厚度。本发明根据荧光强度计算水膜厚度的方法简单高效，而且测试结果准确度高。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201910286338.0
申请日期:
2019-04-10
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
G01B11/06
发明/设计人:
周新聪，沈宏宇，唐新旺，左后秀
权利要求: 1.一种基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将玻璃块(1)放置在垫片(2)上，所述玻璃块(1)的一侧边与垫片(2)抵接，所述玻璃块(1)的另一侧边通过设置在玻璃块(1)与垫片(2)之间的塞尺(3)垫起悬置，所述玻璃块(1)的底端面、垫片(2)的顶端面、以及塞尺(3)的侧面之间围合形成楔形空腔(4)；2)将荧光溶液注入楔形空腔(4)中形成水膜，在玻璃块(1)的上方设置氙灯(5)和高速相机(6)，打开氙灯(5)由上至下照射玻璃块(1)，同时启动高速相机(6)采集荧光图像数据，并将荧光图像数据传递至电脑(7)进行数据分析处理得到不同水膜厚度下的荧光强度，以荧光强度为横坐标，以水膜厚度为纵坐标绘制标准曲线，得到荧光强度与水膜厚度的映射关系；3)将橡胶块(8)和玻璃轴(9)安装在测试装置(10)上，向橡胶块(8)与玻璃轴(9)之间的空隙内注入荧光溶液，调节测试装置(10)对橡胶块(8)施加垂直向下的压力，同时驱动玻璃轴(9)旋转直至橡胶块(8)与玻璃轴(9)之间产生水膜；4)在橡胶块(8)和玻璃轴(9)的正对面设置氙灯(5)和高速相机(6)，打开氙灯(5)照射产生的水膜，同时启动高速相机(6)采集荧光图像数据，并将荧光图像数据传递至电脑(7)进行数据分析处理得到对应的荧光强度值，通过将该荧光强度值代入步骤2)所得的荧光强度与水膜厚度的映射关系，计算出该荧光强度值对应的水膜厚度；所述步骤1)中，垫片(2)的厚度为20～40μm，所述楔形空腔(4)的厚度从一侧为0μm朝向塞尺(3)的另一侧逐渐增加至20～40μm；所述测试装置(10)包括基座(11)，所述基座(11)上设置有安装支架(12)，所述安装支架(12)上设置有垂向滑动架(13)，所述垂向滑动架(13)的上方设置有用于对其加载垂向压力的加载装置(14)，所述垂向滑动架(13)的下方设置有与其固定连接的夹持装置(15)，所述夹持装置(15)内夹持设置有橡胶块(8)，所述橡胶块(8)的下方设置有玻璃轴(9)，所述橡胶块(8)与玻璃轴(9)之间留有间隙，所述玻璃轴(9)的后方设置有用于驱动其旋转的电动机(17)，所述玻璃轴(9)的下方设置有荧光液箱(16)，所述荧光液箱(16)内设置有潜水泵(20)，所述潜水泵(20)通过水管(21)将荧光液箱(16)中的荧光溶液导入橡胶块(8)与玻璃轴(9)之间的间隙内；所述安装支架(12)包括两根立板(12.1)和设置在两根立板(12.1)上的L形板(12.2)，所述L形板(12.2)的中部设置有与其固定连接的垂向板(12.3)，所述L形板(12.2)的底端与两根立板(12.1)的顶端固定连接，所述两根立板(12.1)的底端与基座(11)固定连接；所述L形板(12.2)上设置有用于供垂向滑动架(13)滑动的导轨(12.4)，所述垂向滑动架(13)的背侧设置有与导轨(12.4)滑动配合的滑块(13.1)；所述基座(11)上还设置有用于支撑安装电动机(17)的安装座(17.1)，所述电动机(17)的旋转轴与设置在玻璃轴(9)背侧的旋转板(9.1)固定连接。2.根据权利要求1所述的基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述玻璃块(1)的上方两侧还设置有用于供操作人员手持对其施加压力的支撑杆(23)。3.根据权利要求1所述的基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，其特征在于：所述步骤2)和步骤3)中，采用的荧光溶液为质量浓度为100～250mg/L罗丹明6G溶液。4.根据权利要求1所述的基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，其特征在于：所述加载装置(14)包括施力横杆(14.1)、粗调螺柱(14.2)、橡胶阻尼器(14.3)、精调螺柱(14.4)、螺柱加载件(14.5)、以及定位螺柱(14.6)；所述施力横杆(14.1)的一端与L形板(12.2)的顶端铰接，所述施力横杆(14.1)的另一端设置有导向孔(14.7)；所述橡胶阻尼器(14.3)的顶端通过螺栓(22)与导向孔(14.7)悬挂连接，所述粗调螺柱(14.2)的杆部旋进施力横杆(14.1)的端部穿入导向孔(14.7)内与螺栓(22)抵接；所述橡胶阻尼器(14.3)的底端与精调螺柱(14.4)的顶端旋转连接，所述精调螺柱(14.4)的底端杆部旋入螺柱加载件(14.5)的顶端与其螺纹连接，所述定位螺柱(14.6)的顶端杆部旋入螺柱加载件(14.5)的底端与其螺纹连接，所述定位螺柱(14.6)的底端通过固定板(14.8)与基座(11)固定连接。5.根据权利要求4所述的基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，其特征在于：所述垂向板(12.3)上设置有与其平行布置的垂向推杆(14.9)，所述垂向推杆(14.9)的上端与施力横杆(14.1)的中部铰接，所述垂向推杆(14.9)的下端与垂向滑动架(13)固定连接，所述垂向滑动架(13)的底端一侧设置有用于安装水管(21)的安装板(18)。6.根据权利要求5所述的基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，其特征在于：所述垂向滑动架(13)与夹持装置(15)之间设置有连接块(19)，所述连接块(19)的顶端与垂向滑动架(13)的底端面固定连接，所述连接块(19)的底端与夹持装置(15)的顶端面固定连接。7.根据权利要求6所述的基于氙气诱导荧光技术测量轴承水膜厚度的方法，其特征在于：所述夹持装置(15)包括夹持架(15.1)，所述夹持架(15.1)的顶端与连接块(19)的底端固定连接，所述夹持架(15.1)的底端设置有用于嵌置橡胶块(8)的夹持口(15.2)，所述夹持口(15.2)内设置有夹具块(15.3)；所述夹持架(15.1)的一侧设置有锁紧螺杆(15.4)，所述锁紧螺杆(15.4)上套设有弹簧(15.5)，所述锁紧螺杆(15.4)的杆部贯穿夹持架(15.1)的一侧侧壁伸入夹持口(15.2)内与夹具块(15.3)抵接。