[发明专利]一种基于正电子湮灭技术的油泵内腔油膜厚度测量方法

说明书

本发明公开了一种基于正电子湮灭技术的油泵内腔油膜厚度测量方法，步骤为，取标记了正电子核素的润滑油，使核素均匀混合于润滑油中；将标记了核素的润滑油分别注入被测件和参照件的润滑装置中；让被测件和参照件同时运作一段时间，使被测件内腔壁附着一层带有核素的润滑油；利用γ光子探测装置获得一段时间线上的被测件和参照件的符合线数量；根据参照件的实验数据确定一段时间线上油膜厚度‑符合线数量关系；对比被测件与参照件的符合线数量，得到被测件内腔油膜厚度。本发明降低了测量成本，提高了测量精度，通过无接触、无嵌入的方式实现对内腔真实状态下的油膜厚度的无损测量。

技术领域

本发明属于油膜厚度测量方法，特别涉及了一种基于正电子湮灭技术的油膜厚度测量方法。

背景技术

在工业领域，对复杂设备腔内油膜厚度的精确测量逐渐成为研究其内部性能不可或缺的一部分。以工业设备中润滑系统为例，其腔内附着油膜厚度可以直接反应出该润滑系统是否完备，是润滑系统能否高效运行至关重要的的一个因素。

例如，在发动机润滑系统中，系统能否正常运行，对于汽车燃油效率有着极大的影响。缸套-活塞环摩擦副是内燃机中最重要的摩擦副之一，有研究表明缸套- 活塞环组件的摩擦损失占整个内燃机摩擦损失的50％-68％，因此缸套与活塞环的工作情况直接影响到内燃机的动力性、经济性和可靠性。而缸套-活塞环润滑状态的好坏对改善缸套- 活塞环组件的摩擦磨损起着至关重要的作用，缸套 -活塞环间润滑油膜的厚度是反应活塞环与缸套间润滑性能的重要参数，缸套-活塞环间油膜厚度参数可以反映出包括活塞往复速度、润滑油的粘度、活塞环的表面轮廓、缸套的变形以及表面粗糙度的大小等多重因素，所以对于发动机泵体内腔壁润滑油油膜厚度的测量极为必要。

目前测量油膜厚度的方法有多种，大致可分为直接测量和间接测量两种。

直接测量的方法包括电阻法、电容法、超声波法、X射线法、荧光诱导法。电阻法根据测得的电阻大小来区分油膜厚度大小，但由于油膜电阻非常大，而油膜厚度很小，因此难于标定；电容法将所测电容代入电容公式计算得出油膜厚度，但由于电容是由两表面间整体距离决定的，不能得到最小油膜厚度，仅能用于膜厚均匀的场合，因此通过电容公式计算的膜厚也并不能代表某个位置的膜厚，而且这个值与理论计算的值也有偏差。超声测量法通过介质间界面反射信号的时间差及声波在介质中的传播速度来确定油膜厚度，当油膜厚度变小，直到信号叠加，这种方法就不再适用，且受空穴效应影响大，极易对测量结果产生较大影响。激光诱导荧光法要求实验发动机缸套为透明缸套，不能够准确反映出现实中发动机运行时真实油膜状态，且由于荧光强度会受到环境因素和采集时拍摄参数的综合影响，会造成一定实验误差。

间接测量的方法采用多路光纤位移传感器或电涡流传感器进行测量。间接测量时，虽然能得到最小油膜厚度及油膜厚度分布，但除了传感器精度造成的影响以外还受加工误差、弹性变形等因素的影响，计算得到的油膜厚度及其分布与实际会有偏差。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种基于正电子湮灭技术的油泵内腔油膜厚度测量方法，解决现有测量方法实验成本高，步骤复杂，测量误差大，精度不高等问题。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于正电子湮灭技术的油泵内腔油膜厚度测量方法，包括以下步骤：

(1)取标记了正电子核素的润滑油，使核素均匀混合于润滑油中；

(2)将标记了核素的润滑油分别注入被测件和参照件的润滑装置中，其中参照件与被测件的材质和内腔结构相同；

(3)让被测件和参照件同时运作一段时间，使被测件内腔壁附着一层带有核素的润滑油，其中参照件内腔上的油膜厚度已知，被测件内腔上的油膜厚度未知；

(4)利用γ光子探测装置获得一段时间线上的被测件和参照件的符合线数量；