Ultrasonic-based method has been proved to be a practical technique for measuring oil film thickness in an enclosed tribo-pair of a supporting bearing and under a dynamic condition. To cope with large-scale variations of the oil film thickness in engineering applications, frequency-domain based models, being adaptive for different measurement ranges, are widely used. As the improvement, time-domain approach can further expand the effective range, but it suffers a decreased resolution in oil thickness measurement. To address these issues, this paper proposed a unified time-domain model for full-range measurement. First, a cluster of standard echoes with definite film thicknesses in a wide range are pre-constructed, and they are matched with the measured echoes to find the most suitable oil film thickness. Further, an optimized interpolation was applied to both the constructed and the measured echoes for better resolution. Aiming at the lowest interpolation error, the windowed sinc function was employed optimally. Using a precision calibration rig, the proposed model was compared with the traditional frequency-domain and the time-domain models. The comparison has demonstrated that the proposed model has a larger effective measurement range covering those of all traditional frequency-domain models and with the equal accuracies. Meanwhile, the proposed model shows both a wider effective range and a higher resolution than that of the referred time-domain model. This work contributes to development of on-line, continuous measurement of oil film thickness varying in a large scale.

中文翻译：

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一种用于油膜厚度测量的时域超声方法，具有改进的分辨率和范围

基于超声波的方法已被证明是一种实用的技术，可以在动态条件下测量支撑轴承的封闭摩擦副中的油膜厚度。为了应对工程应用中油膜厚度的大规模变化，广泛使用基于频域的模型，适用于不同的测量范围。随着改进，时域方法可以进一步扩大有效范围，但其在油厚测量中的分辨率降低。针对这些问题，本文提出了一种用于全量程测量的统一时域模型。首先，预先构建一组大范围内确定的油膜厚度的标准回波，并将它们与实测回波进行匹配，以找到最合适的油膜厚度。更多，对构建的和测量的回波都应用了优化的插值，以获得更好的分辨率。以最小的插值误差为目标，优化采用加窗的sinc函数。使用精密校准装置，将所提出的模型与传统的频域和时域模型进行比较。比较表明，所提出的模型具有更大的有效测量范围，涵盖了所有传统频域模型的有效测量范围，并且具有相同的精度。同时，所提出的模型显示出比参考时域模型更宽的有效范围和更高的分辨率。这项工作有助于开发大规模变化的油膜厚度的在线连续测量。以最小的插值误差为目标，优化采用加窗的sinc函数。使用精密校准装置，将所提出的模型与传统的频域和时域模型进行比较。比较表明，所提出的模型具有更大的有效测量范围，涵盖了所有传统频域模型的有效测量范围，并且具有相同的精度。同时，所提出的模型显示出比参考时域模型更宽的有效范围和更高的分辨率。这项工作有助于开发大规模变化的油膜厚度的在线连续测量。以最小的插值误差为目标，优化采用加窗的sinc函数。使用精密校准装置，将所提出的模型与传统的频域和时域模型进行比较。比较表明，所提出的模型具有更大的有效测量范围，涵盖了所有传统频域模型的有效测量范围，并且具有相同的精度。同时，所提出的模型显示出比参考时域模型更宽的有效范围和更高的分辨率。这项工作有助于开发大规模变化的油膜厚度的在线连续测量。将所提出的模型与传统的频域和时域模型进行了比较。比较表明，所提出的模型具有更大的有效测量范围，涵盖了所有传统频域模型的有效测量范围，并且具有相同的精度。同时，所提出的模型显示出比参考时域模型更宽的有效范围和更高的分辨率。这项工作有助于开发大规模变化的油膜厚度的在线连续测量。将所提出的模型与传统的频域和时域模型进行了比较。比较表明，所提出的模型具有更大的有效测量范围，涵盖了所有传统频域模型的有效测量范围，并且具有相同的精度。同时，所提出的模型显示出比参考时域模型更宽的有效范围和更高的分辨率。这项工作有助于开发大规模变化的油膜厚度的在线连续测量。与参考时域模型相比，所提出的模型显示出更宽的有效范围和更高的分辨率。这项工作有助于开发大规模变化的油膜厚度的在线连续测量。与参考时域模型相比，所提出的模型显示出更宽的有效范围和更高的分辨率。这项工作有助于开发大规模变化的油膜厚度的在线连续测量。