一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，屬于超精密靜壓氣體潤(rùn)滑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]靜壓氣體軸承相對(duì)于油潤(rùn)滑或脂潤(rùn)滑，氣體潤(rùn)滑粘性滯后小，無(wú)摩擦/極低摩擦，具有精度高、壽命長(zhǎng)，發(fā)熱低、高速運(yùn)動(dòng)溫升小，克服了傳統(tǒng)軸承存在潤(rùn)滑介質(zhì)失效、熱穩(wěn)定性差等不足，廣泛應(yīng)用于光刻曝光、超精密加工、干涉測(cè)量和半導(dǎo)體檢測(cè)等超精密工程技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)動(dòng)支撐元件。
[0003]隨著微電子制造、超精密加工以及超精密測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)靜壓氣體軸承的性能提出更高的要求，為進(jìn)一步研究靜壓氣體潤(rùn)滑機(jī)理，從而提高靜壓氣體軸承的性能，需要深入分析軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)特性，目前通過(guò)數(shù)值分析和仿真計(jì)算獲得軸承氣膜內(nèi)的流場(chǎng)特性無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法直接驗(yàn)證，只能通過(guò)軸承的承載能力、剛度、耗氣量等性能間接驗(yàn)證軸承理論分析結(jié)果。
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，采用高速相機(jī)拍攝氣膜內(nèi)示蹤粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)的直接檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明之目的是:提出一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)的直接檢測(cè)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，擬采用以下的技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明至少由:光源、濾光平面鏡1、中繼鏡、高速相機(jī)、濾光平面鏡11、濾光棱鏡、顯微物鏡、連接管1、三通閥、連接管I1、調(diào)壓閥1、氣體壓縮機(jī)1、連接管II1、調(diào)壓閥I1、封閉箱、示蹤粒子、連接管IV、儲(chǔ)氣罐、連接管V、氣體壓縮機(jī)I1、軸承體、承載面組成，其特征在于:上述的軸承體上設(shè)置有軸承進(jìn)氣孔和節(jié)流孔，示蹤粒子設(shè)置在封閉箱內(nèi)，光源和濾光平面鏡I設(shè)置在濾光棱鏡的左側(cè)，中繼鏡、高速相機(jī)、濾光平面鏡II設(shè)置在濾光棱鏡的下側(cè)，顯微物鏡設(shè)置在濾光棱鏡的上側(cè)，中繼鏡、高速相機(jī)和顯微物鏡設(shè)置在同一軸線上，三通閥的出氣口通過(guò)連接管I與軸承進(jìn)氣孔連通，三通閥的進(jìn)氣口通過(guò)連接管II和連接管III分別與調(diào)壓閥I和調(diào)壓閥II的出氣口連通，調(diào)壓閥I的進(jìn)氣口與氣體壓縮機(jī)I的出氣口連通，調(diào)壓閥
II的進(jìn)氣口與封閉箱的出氣口連通，封閉箱的進(jìn)氣口通過(guò)連接管IV與儲(chǔ)氣罐的出氣口連通，儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣口通過(guò)連接管V與氣體壓縮機(jī)II的出氣口連通，上述的光源是連續(xù)光源或者是脈沖光源，上述的承載面是透明塑料或者是透明石英玻璃或者是透明有機(jī)玻璃，上述的示蹤粒子是直徑小于I微米的熒光粒子。
[0008]本發(fā)明的特點(diǎn):
[0009]軸承工作時(shí)示蹤粒子的運(yùn)動(dòng)取決于靜壓氣體軸承內(nèi)的流場(chǎng)特性，其運(yùn)軌跡反映了軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)的變化，因此，利用高速相機(jī)拍攝示蹤粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)的直接測(cè)量創(chuàng)造了條件。【附圖說(shuō)明】:
[0010]圖1示意了本發(fā)明的檢測(cè)裝置。
[0011]1、光源;2、濾光平面鏡I; 3、中繼鏡;4、高速相機(jī);5、濾光平面鏡II;6、濾光棱鏡;7、顯微物鏡;8、連接管I; 9、三通閥；1、連接管11; 11、調(diào)壓閥I; 12、氣體壓縮機(jī)I; 13、連接管III; 14、調(diào)壓閥II; 15、封閉箱；16、示蹤粒子；17、連接管IV; 18、儲(chǔ)氣罐；19、連接管V; 20、氣體壓縮機(jī)II; 21、軸承體;22、承載面;23、軸承進(jìn)氣孔;24節(jié)流孔;25、氣膜。
【具體實(shí)施方式】
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[0012]本發(fā)明的軸承體21上設(shè)置有軸承進(jìn)氣孔23和節(jié)流孔24，示蹤粒子16設(shè)置在封閉箱15內(nèi)，光源I和濾光平面鏡12設(shè)置在濾光棱鏡6的左側(cè)，中繼鏡3、高速相機(jī)4、濾光平面鏡115設(shè)置在濾光棱鏡6的下側(cè)，顯微物鏡7設(shè)置在濾光棱鏡6的上側(cè)，中繼鏡3、高速相機(jī)4和顯微物鏡7設(shè)置在同一軸線上，三通閥9的出氣口通過(guò)連接管18與軸承進(jìn)氣孔23連通，三通閥9的進(jìn)氣口通過(guò)連接管1110和連接管II113分別與調(diào)壓閥111和調(diào)壓閥II14的出氣口連通，調(diào)壓閥111的進(jìn)氣口與氣體壓縮機(jī)112的出氣口連通，調(diào)壓閥II14的進(jìn)氣口與封閉箱15的出氣口連通，封閉箱15的進(jìn)氣口通過(guò)連接管IV17與儲(chǔ)氣罐18的出氣口連通，儲(chǔ)氣罐18的進(jìn)氣口通過(guò)連接管V19與氣體壓縮機(jī)1120的出氣口連通。
[0013]上述的光源I是連續(xù)光源或者是脈沖光源。
[0014]上所述的承載面22是透明塑料或者是透明石英玻璃或者是透明有機(jī)玻璃。
[0015]上所述的示蹤粒子16是直徑小于I微米的熒光粒子。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，它至少由:光源(I)、濾光平面鏡1(2)、中繼鏡(3)、高速相機(jī)(4)、濾光平面鏡11(5)、濾光棱鏡(6)、顯微物鏡(7)、連接管1(8)、三通閥(9)、連接管11(10)、調(diào)壓閥1(11)、氣體壓縮機(jī)1(12)、連接管111(13)、調(diào)壓閥11(14)、封閉箱(15)、示蹤粒子(16)、連接管IV(17)、儲(chǔ)氣罐(18)、連接管V(19)、氣體壓縮機(jī)11(20)、軸承體(21)、承載面(22)組成，其特征在于，所述的軸承體(21)上設(shè)置有軸承進(jìn)氣孔(23)和節(jié)流孔(24)，示蹤粒子(16)設(shè)置在封閉箱(15)內(nèi)，光源(I)和濾光平面鏡1(2)設(shè)置在濾光棱鏡(6)的左側(cè)，中繼鏡(3)、高速相機(jī)(4)、濾光平面鏡II(5)設(shè)置在濾光棱鏡(6)的下側(cè)，顯微物鏡(7)設(shè)置在濾光棱鏡(6)的上側(cè)，中繼鏡(3)、高速相機(jī)(4)和顯微物鏡(7)設(shè)置在同一軸線上，三通閥(9)的出氣口通過(guò)連接管1(8)與軸承進(jìn)氣孔(23)連通，三通閥(9)的進(jìn)氣口通過(guò)連接管II(1)和連接管111(13)分別與調(diào)壓閥I(Il)和調(diào)壓閥11(14)的出氣口連通，調(diào)壓閥I(Il)的進(jìn)氣口與氣體壓縮機(jī)I (12)的出氣口連通，調(diào)壓閥II (14)的進(jìn)氣口與封閉箱(15)的出氣口連通，封閉箱(15)的進(jìn)氣口通過(guò)連接管IV(17)與儲(chǔ)氣罐(18)的出氣口連通，儲(chǔ)氣罐(18)的進(jìn)氣口通過(guò)連接管V(19)與氣體壓縮機(jī)11(20)的出氣口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的光源(I)是連續(xù)光源或者是脈沖光源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的承載面(22)是透明塑料或者是透明石英玻璃或者是透明有機(jī)玻璃。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的示蹤粒子(16)是直徑小于I微米的熒光粒子。
【專利摘要】一種靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)檢測(cè)裝置，它至少由：光源(1)、濾光平面鏡I(2)、中繼鏡(3)、高速相機(jī)(4)、濾光平面鏡II(5)、濾光棱鏡(6)、顯微物鏡(7)、連接管I(8)、三通閥(9)、連接管II(10)、調(diào)壓閥I(11)、氣體壓縮機(jī)I(12)、連接管III(13)、調(diào)壓閥II(14)、封閉箱(15)、示蹤粒子(16)、連接管IV(17)、儲(chǔ)氣罐(18)、連接管V(19)、氣體壓縮機(jī)II(20)、軸承體(21)、承載面(22)組成，本實(shí)用新型通過(guò)高速相機(jī)(4)拍攝氣膜(25)內(nèi)示蹤粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)靜壓氣體軸承內(nèi)氣體流場(chǎng)的直接檢測(cè)。
【IPC分類】G01M9/06
【公開(kāi)號(hào)】CN205228774
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521136247
【發(fā)明人】李運(yùn)堂, 梁宏民, 沈傳康, 萬(wàn)欣, 吳進(jìn)田, 孫在, 李孝祿
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日