圓柱體相接觸。所述杠桿31的另一端可以懸掛砝碼，可以利用砝碼通過杠桿31對(duì)所述球5進(jìn)行加載，傳感器41用于測(cè)量對(duì)所述球5施加的載荷大小。
[0046]通過控制所述潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的測(cè)量裝置10可以實(shí)現(xiàn)所述球5與所述棱鏡相接觸，并且通過杠桿31可以對(duì)所述球5施加不同的載荷，在電機(jī)74的驅(qū)動(dòng)下可以實(shí)現(xiàn)所述球5與所述棱鏡在不同載荷下的摩擦。
[0047]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法。
[0048]首先，提供一種如前所述的潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的測(cè)量裝置10，以棱鏡和球5作為一對(duì)摩擦副，之間添加有潤(rùn)滑劑9。請(qǐng)一并參閱圖4，棱鏡8的直角面平行于水平面放置，球5和棱鏡8接觸，通過杠桿31對(duì)球5施加一定的載荷，然后啟動(dòng)電機(jī)74，球5獲得轉(zhuǎn)速ω，球5和棱鏡8之間產(chǎn)生摩擦。調(diào)節(jié)棱鏡8和球5的位置，使棱鏡8和球5正好位于紅外光和可見光的會(huì)聚點(diǎn)。和頻系統(tǒng)的紅外光和可見光分別從棱鏡8的另一直角面入射，經(jīng)該棱鏡8的直角面折射后會(huì)聚于棱鏡8和球5的接觸點(diǎn)，同時(shí)兩束光的光程差為0，保證時(shí)間上重疊。由此產(chǎn)生頻率為兩束光頻率之和的和頻光，通過棱鏡8的斜表面折射后經(jīng)反射鏡反射進(jìn)入單色儀，用于實(shí)時(shí)分析摩擦過程中產(chǎn)生的化學(xué)變化。
[0049]和頻振動(dòng)光譜屬于二階非線性光學(xué)效應(yīng)，和頻振動(dòng)光譜是不同頻率的光ω#Ρ ω 2與非線性介質(zhì)相互作用產(chǎn)生一束頻率為ω1+ω2的光。和頻振動(dòng)光譜是界面分子的振動(dòng)光譜。實(shí)驗(yàn)中，一束可調(diào)諧頻率的紅外光0^和一束固定頻率ω 2的可見光共同作用于界面分子，兩束光在時(shí)間和空間上完全重合，能夠產(chǎn)生頻率為《1+?2的和頻光，調(diào)諧紅外光的頻率ω p直至紅外光頻率與界面分子振動(dòng)能級(jí)匹配時(shí)發(fā)生共振，和頻光就會(huì)增強(qiáng)，表現(xiàn)在光譜上是一個(gè)光譜峰，和頻信號(hào)隨紅外光頻率的變化，即為界面分子的和頻光譜。
[0050]在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法的工作原理:潤(rùn)滑界面摩擦實(shí)驗(yàn)的化學(xué)性能表征，采用和頻振動(dòng)光譜方法，以紅外光和可見光為入射光，兩束光在潤(rùn)滑界面處重疊產(chǎn)生和頻信號(hào)，測(cè)量和頻振動(dòng)光譜以分析摩擦過程中界面分子信息。當(dāng)球5隨著電機(jī)74同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與棱鏡8構(gòu)成一對(duì)摩擦副，添加潤(rùn)滑劑9后形成潤(rùn)滑界面，根據(jù)測(cè)得的和頻信號(hào)可以在線檢測(cè)球5和棱鏡8摩擦過程中潤(rùn)滑界面分子的變化。
[0051]本實(shí)施例提供的潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的測(cè)量裝置可以實(shí)現(xiàn):摩擦過程中球與棱鏡的精密接觸；棱鏡的使用既提供了固定界面，又保證了入射光在界面處的全反射，增強(qiáng)了光的能量從而增強(qiáng)和頻信號(hào)；實(shí)現(xiàn)了摩擦過程中和頻信號(hào)的在線測(cè)量。本實(shí)施例采用和頻振動(dòng)光譜方法，以紅外光和可見光為入射光，兩束光在潤(rùn)滑界面處重疊產(chǎn)生和頻信號(hào)，具有獨(dú)特的界面選擇性和界面單分子層靈敏性，利于分析測(cè)量信號(hào)得到界面分子信息。
[0052]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其包括以下步驟: 提供一潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置，該潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置中球與棱鏡的一個(gè)直角面形成一對(duì)摩擦副； 和頻系統(tǒng)的兩束光分別從棱鏡的另一個(gè)直角面入射，經(jīng)折射后會(huì)聚于棱鏡和球的接觸點(diǎn)，從而產(chǎn)生和頻光； 所述和頻光經(jīng)所述棱鏡斜表面折射和后續(xù)反射鏡反射后進(jìn)入單色儀，用于分析摩擦過程中產(chǎn)生的化學(xué)變化。2.如權(quán)利要求1所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:所述球與所述棱鏡的接觸區(qū)添加有潤(rùn)滑劑。3.如權(quán)利要求1所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:調(diào)節(jié)棱鏡和球的位置，使棱鏡和球位于紅外光和可見光的會(huì)聚點(diǎn)。4.如權(quán)利要求3所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:對(duì)所述球施加一定的載荷，在不同的載荷下測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能。5.如權(quán)利要求1所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:所述潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置包括: 一底座，該底座包括一機(jī)架，該機(jī)架固定在所述底座的下表面，所述底座設(shè)置有一收容孔； 一棱鏡； 一棱鏡位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該棱鏡位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括棱鏡架以及調(diào)節(jié)該棱鏡架位移的位移調(diào)整單元，所述棱鏡固定在所述棱鏡架，該棱鏡架固定在所述位移調(diào)整單元； 一球; 一球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述底座，可以使球旋轉(zhuǎn)； 一球固定機(jī)構(gòu)，該球固定機(jī)構(gòu)包括一油杯、軸承座、軸承，所述油杯設(shè)置有一收容腔，所述軸承座設(shè)置于該收容腔，所述軸承設(shè)置于所述軸承座，所述球設(shè)置于所述軸承，由該軸承支撐，所述油杯設(shè)置于所述底座的收容孔； 一垂直位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該垂直位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于所述底座的下方，可以調(diào)節(jié)所述球與棱鏡的底面接觸； 一加載機(jī)構(gòu)，該加載機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述機(jī)架，可以對(duì)球施加一載荷； 一載荷測(cè)量單元，該載荷測(cè)量單元包括一傳感器，可以測(cè)量所述加載機(jī)構(gòu)對(duì)球施加的載荷大??； 在所述球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，球與所述棱鏡發(fā)生摩擦。6.如權(quán)利要求5所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:所述球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接軸、傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器以及電機(jī)，所述球連接到連接軸，該連接軸連接到所述傳動(dòng)軸，該傳動(dòng)軸通過聯(lián)軸器連接到所述電機(jī)。7.如權(quán)利要求5所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:所述加載機(jī)構(gòu)包括杠桿和支撐體，所述杠桿通過所述支撐體設(shè)置于所述底座的機(jī)架。8.如權(quán)利要求7所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:所述傳感器設(shè)置于所述杠桿的一端，且與所述油杯相接觸，所述杠桿的另一端可以懸掛砝碼，可以利用砝碼通過杠桿對(duì)所述球進(jìn)行加載，所述傳感器用于測(cè)量對(duì)所述球施加的載荷大小。9.如權(quán)利要求8所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:所述收容孔由第一凹槽和第二凹槽組成，該第一凹槽和第二凹槽連通，用于放置所述球固定機(jī)構(gòu)。10.如權(quán)利要求9所述的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其特征在于:所述油杯的形狀與所述底座的收容孔的形狀相匹配，且該油杯相對(duì)于所述收容孔可以上下移動(dòng)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其包括以下步驟：提供一潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置，該潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置中球與棱鏡的一個(gè)直角面形成一對(duì)摩擦副；和頻系統(tǒng)的兩束光分別從棱鏡的另一個(gè)直角面入射，經(jīng)折射后會(huì)聚于棱鏡和球的接觸點(diǎn)，從而產(chǎn)生和頻光；所述和頻光經(jīng)所述棱鏡斜表面折射和后續(xù)反射鏡反射后進(jìn)入單色儀，用于分析摩擦過程中產(chǎn)生的化學(xué)變化。
【IPC分類】G01N21/25
【公開號(hào)】CN104990873
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510347795
【發(fā)明人】馬麗然, 梁勇, 高原, 李柏弘, 雒建斌
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月22日