1.一种基于表面摩阻实验的油膜厚度测量装置,其特征在于:包括铝型材框架、xy双轴滑台、测厚仪、CCD相机、环状光源和油膜平台;所述xy双轴滑台可滑动设置于型材框架上,所述油膜平台固定于xy双轴滑台上,以跟随xy双轴滑台同步移动;所述CCD相机和测厚仪固定于型材框架上,且两者位于xy双轴滑台正上方。
2.根据权利要求1所述的基于表面摩阻实验的油膜厚度测量装置,其特征在于:所述油膜平台包括油膜板和黑色背景板,所述油膜板安装固定在黑色背景板上,所述黑色背景板安装固定在xy双轴滑台上,所述黑色背景板表面贴有白色标记点。
3.根据权利要求2所述的基于表面摩阻实验的油膜厚度测量装置,其特征在于:所述油膜板为方形油膜板,所述白色标记点的中心与方形油膜板左上角点水平距离为1cm,以用于后续建立厚度坐标系和灰度坐标系的转换关系。
4.根据权利要求1所述的基于表面摩阻实验的油膜厚度测量装置,其特征在于:所述CCD相机通过U型相机夹具可调节高度设置在铝型材框架上,可实现清晰对焦。
5.根据权利要求1所述的基于表面摩阻实验的油膜厚度测量装置,其特征在于:所述测厚仪通过测厚仪夹具和测厚仪固定板可调节高度设置在铝型材框架上。
6.一种根据权利要求1‑5中任一项所述的基于表面摩阻实验的油膜厚度测量装置的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤A:首先将测量装置完好安装,在油膜板上涂一层薄油;
步骤B:使用上位机控制xy双轴滑台低速运动到CCD相机的正下方,拍摄本次油膜的图像,并进行后台处理得到相应的灰度图像,由灰度重心法可得白色标记点中心的像素坐标,由于标记点中心与油膜板角点距离为1cm,进行转换可得角点的像素坐标;
步骤C:控制xy双轴滑台运动进行起点定位,使测厚仪刚好测量到油膜板的左上角位置;
步骤D:控制xy双轴滑台进行匀速直线运动,对油膜区域连续测厚,得到一系列随时间变化的油膜厚度值,再根据运动起点、运动时间、运动速度,以油膜板左上角为原点建立物理直角坐标系,可得到油膜板上每一点的物理坐标以及对应厚度值;
步骤E:经过以上4个步骤可得到在像素坐标系下的灰度值和在油膜板坐标系下的厚度值,因坐标系不同无法进行匹配,需进行坐标变换,使其都位于同一坐标系下;
步骤F:将油膜擦洗干净,再重复以上步骤,得到数组油膜的厚度和灰度匹配值;
步骤G:对数据进行筛选,去除突变值,然后进行数据拟合,得到油膜的灰度‑厚度映射模型h=F(g);
步骤H:代入真实测得的数据,验算并完善此映射模型的误差;
步骤I:将目标待测物固定于xy双轴滑台上,移动到CCD相机正下方,获取其表面油膜图像,处理后可得到表面任意点的灰度值,代入映射模型即可得到油膜厚度分布。
7.根据权利要求6所述的测量方法,其特征在于:所述步骤H的具体步骤为:按步骤H之前的步骤实验获取油膜中心点真实的灰度值G1和厚度值H1,将G1代入步骤D中的映射模型,得到理论厚度值H2,对比H1和H2并计算误差。
8.根据权利要求6所述的测量方法,其特征在于:在所述步骤E中,由步骤B可得标记点像素坐标为(u1,v1),单位为个,已知相机像素单元尺寸为k,单位为um,故油膜板左上角点像素坐标为(u1+10000/k,v1);若油膜板上像素坐标点(u,v)对应的灰度值为g,则此点对应的油膜板物理坐标为[(u‑u1‑10000/k)*k,(v‑v1)*k],单位为um,由步骤D可得此坐标对应的厚度为h,故g和h是一组匹配值;通过软件计算可将厚度值和灰度值用以上方法全部一一匹配起来。