油膜厚度測定儀通過光學或電學原理實現非接觸式測量,其核心原理及方法對比如下:
光學測量方法
光干涉法
利用光在油膜上下表面反射產生的干涉條紋變化計算厚度。當入射光穿透透明基底(如玻璃盤)后,在油膜與金屬表面反射的兩束光發生干涉,條紋間距或移動量與油膜厚度成反比。例如,英國PCS公司的EHD2測定儀基于超薄膜光干涉原理,可實現1-1000nm級精度測量,并同步獲取牽引力系數。該方法分辨率高、可視化強,但需透光基底,對環境振動敏感,多用于實驗室研究。
紅外吸收法
基于油類物質對特定波長紅外線的吸收特性。紅外光源穿透油膜后,檢測剩余光強變化,通過比爾-朗伯定律計算厚度。例如,紅外油膜測厚儀可快速測量金屬表面油膜,精度達微米級,且受環境光干擾小,適用于工業現場。
電學測量方法
電容法
通過測量油膜上下電極間的電容值推算厚度。電容與膜厚呈反比關系,適用于全膜彈流潤滑場景。但當膜厚小于0.5μm時易發生電擊穿,且潤滑劑介電常數不穩定會導致誤差,多用于接觸式測量。
放電電壓法
在金屬摩擦副間施加電壓,放電電壓與膜厚呈線性關系(膜厚每增加1μm,電壓約升0.18V)。該方法曾用于齒輪油膜測量,但受潤滑劑潔凈度影響大,精度較低。
方法對比與推薦
精度與范圍:光學法(如光干涉)分辨率可達納米級,適合薄油膜;電學法(如電容)量程較大,但精度受介質穩定性限制。
應用場景:光干涉法多用于實驗室摩擦學研究;紅外吸收法和電容法更適用于工業現場;放電電壓法因誤差較大已逐漸被淘汰。
發展趨勢:光學法因非接觸、可視化優勢成為主流,結合光纖傳感或機器視覺技術可進一步提升動態測量能力。