CN113267132A - 一种基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，制备油膜；S2，在不同模型位姿参数条件下进行油膜厚度与吸收率标定试验，建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型；S3，利用所述包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型求解油膜厚度。本发明通过建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型，能够解决目前全局油膜厚度测量方法存在的问题。
Description
技术领域
本发明涉及风洞试验技术领域，具体而言，涉及一种基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法。
背景技术
摩擦阻力是飞行器飞行时总阻力的重要组成部分，对于现代宽体客机而言，其在巡航飞行时摩阻占总阻力比值接近50%，远超其他阻力项，降低摩阻不仅能提高飞机性能，同时能够极大地降低运营成本；对于高超声速飞行器，其摩阻最大时可占总阻力的50%以上，降低摩阻对于增大飞行器航程和减少表面热流均具有重要意义。准确测量飞行器的摩擦阻力，对于飞行器的减阻研究与设计不可或缺。基于油膜法的摩阻测量技术是一种直接有效的全局摩阻测量技术，具有测量设备简单、空间分辨率高、不干扰流场等优势，并成为摩阻测量领域的研究热点。
油膜法的基础是由Squire建立的油膜方程，其推导过程是将油膜近似为一个二维楔形，结合动量方程和连续性方程，建立起油膜厚度在表面摩擦应力、压力梯度和重力作用下随时间的变化关系如下：
式中h为油膜的厚度，t为时间，X为模型表面坐标，t为表面摩擦应力，m为油膜黏性系数，p为压力，r为油膜密度，g为重力加速度，i为油膜平面坐标轴。可以看出，在式（1.1）的微分方程中，表面摩擦力与油膜厚度的二次方相乘，而压力梯度和重力则是与油膜厚度三次方相乘，通过量纲分析可知，只有在油膜厚度极小时（h≤100mm），压力梯度和重力对油膜厚度的作用相对表面摩擦力而言可以忽略不计，即可忽略式（1.1）的中括号内右边项，得到Tanner和Blows的油膜厚度演化模型：
由式（1.2）可知，要从油膜方程中获得表面摩擦应力，首先需要采集到随时间和空间变化的油膜厚度信息。由于油膜厚度极小，对应的测量信号为一个微弱信号，因此全局油膜厚度在线测量是一个难题。
目前针对油膜厚度测量问题主要有干涉法和荧光法，这两种方法应用在实际风洞试验中均存在一定的局限性。（1）干涉法是一种比较直观的油膜测厚方法，其利用空气/油膜界面和油膜/模型界面的反射光的相互干涉，由干涉图像获取油膜厚度值，在实际应用中，为了获得必要的反射特性，要求实验模型必须具备特殊材质的表面，而一般模型的粗糙物面难以满足其反射特性要求；（2）荧光法是在油膜中加入荧光剂，含有荧光分子的油膜在紫外光的激发下会发出波长更长的荧光信号，在荧光分子浓度恒定且油膜厚度很薄时，荧光强度与油膜厚度近似呈线性关系，通过测量油膜荧光强度来获取油膜厚度信息。由于油膜厚度很薄，为了提高测量灵敏度，须使用高发光效率的荧光材料(如BODIPY材料、UV材料等)，而这类材料在油膜基底（如硅油）中溶解度较低，为了提高荧光油膜的发光效率，需要将荧光材料充分研磨以混合在油膜基底中。受到研磨工艺限制，目前大部分研磨机研磨后的荧光粉直径一般为几个至十几个微米（某些特殊研磨机虽然能达到纳米量级，但荧光材料性质也会发生变化，且此时由于荧光粉颗粒的比表面积增大，在凝聚力作用下颗粒会自发团聚，实际颗粒尺寸一般不小于0.5μm），而模型上油膜喷涂厚度一般为几十个微米，在实际吹风试验中，当油膜被吹薄时会出现荧光粉从油膜中分离析出，导致部分区域内荧光分子浓度减小，使得油膜发光减弱甚至不发光，引起较大油膜厚度测量误差。
近年来，光谱测量技术的快速发展，为很多传统测量方法无法解决的问题提供了新的解决途径。利用物质的光谱特性进行厚度测量，具有测量精度高、适用范围广、测量成本低等优势，受到了科研工作者的青睐，并广泛应用在物面微观表征、薄膜厚度测量和薄板印刷涂料湿膜测量等领域。如在表征物面微观表面形貌方面，Jay Johnson TequilaHarris等人设计了一种“Optical Sandwich”测量方法，如图1所示，通过在待测物面上覆盖吸收溶液，然后使用相机对参考平面成像，根据成像图像的局部灰度值测得被测物体的表面微观特征；在薄膜厚度测量方面，赵斌、曹智颖等人发明了一种基于双光路红外成像的薄膜测厚仪，其测量光路如图2所示，利用薄膜对红外光的吸收特性开展薄膜厚度在线测量，该设备对厚度为35.3mm的聚乙烯薄膜厚度的测量误差在±1.5mm以内；在薄板印刷的涂料厚度测量方面，陆观、曹冠等人设计了一套基于红外反射法的涂料湿膜检测系统，利用涂料湿膜的红外光谱吸收特性，采用反射式测量喷涂在金属印板上的涂料厚度，取得了较好测量效果。不仅如此，对于吸收更弱的气体，利用其光谱吸收特性，也能准确测量光在其中传输距离，如申请人近年来长期从事的基于氧气吸收的被动测距技术，就是利用大气中氧气分子对发动机尾焰的辐射光谱吸收特性，来准确测量目标距离。
从上述已有测量实例可以看出，利用物质的光谱吸收特性进行厚度测量，是一种有效的薄膜厚度测量技术，但由于风洞试验中油膜厚度测量具有其特殊性，将该技术应用在风洞试验中油膜厚度测量问题上，还存在一些待解决的问题。首先，在物面微观表征和薄膜厚度测量时，均采用透射式测量方式，而对于风洞试验模型而言，油膜覆盖在模型表面，而模型为不透光材质，因此只能采用反射式测量方法；其次，由于需要实时获取模型表面上全局油膜厚度分布，因此传统的点探测方式无法胜任，需要通过成像的方式，来获取全局油膜的厚度分布；最后，在风洞试验中，在非定常气动力作用下模型会发生震动，导致实际模型位姿参数未知，而油膜厚度测量需要考虑模型位姿参数的影响。
发明内容
本发明旨在提供一种基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，以解决目前全局油膜厚度测量方法存在的问题。
本发明提供的一种基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，包括如下步骤：
S1，制备油膜；
S2，在不同模型位姿参数条件下进行油膜厚度与吸收率标定试验，建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型；
S3，利用所述包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型求解油膜厚度。
进一步的，步骤S1包括如下子步骤：
S11，以常用油膜材料为基底材质，并在基底材质中加入添加剂，得到含有不同添加剂及浓度配比的油膜；所述添加剂为在红光波段或近红外波段具有强吸收特性的可溶性树脂或染色剂；
S12，利用光谱仪测量所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜的吸收光谱，利用黏度计测量所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜的黏度；通过吸收光谱和黏度来检验制备的所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜是否符合风洞试验要求。
进一步的，所述常用油膜材料包括甲基硅油、润滑油和柴油中的一种。
进一步的，步骤S2包括如下步骤：
S21，设置标定测量装置；
S22，利用所述标定测量装置完成油膜厚度与吸收率标定试验，建立油膜厚度与吸收率关系模型；
S23，改变模型位姿参数，重复步骤S22，建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型。
进一步的，步骤S21中所述标定测量装置包括平板模型、彩色CCD相机和光源；
所述平板模型中内嵌共面电极型电容式侧后传感器，并在平板模型表面上设置步骤S11制备的油膜；
所述彩色CCD相机和光源设置在平板模型设置油膜的一侧；
所述光源包括用于发出油膜吸收波长和不吸收波长的光源一和光源二。
进一步的，步骤S22包括如下子步骤：
S221，将平板模型水平放置，并使彩色CCD相机和光源垂直于平板模型设置油膜的一侧；
S222，光源发出油膜吸收波长和不吸收波长的两束单色光，经油膜反射后被彩色CCD相机接收；
S223，根据彩色CCD相机接收的光信号计算油膜吸收率，并通过共面电极型电容式侧后传感器测量当前油膜厚度，对应记录油膜厚度和油膜吸收率；
S224，改变平板模型上油膜厚度并重复步骤S222～S223，从而建立油膜厚度与吸收率关系模型。
进一步的，步骤S223中所述根据彩色CCD相机接收的光信号计算油膜吸收率的方法为：
其中，τ a 表示油膜吸收率，I O1和I O2分别表示油膜吸收波长和不吸收波长的两束单色光的强度，τ 1表示油膜与空气界面反射率，τ 2表示油膜与平板模型界面反射率，G 2和G 1分别表示油膜吸收波长和不吸收波长的两束单色光经油膜反射后在彩色CCD相机上的图像灰度值。
进一步的，所述油膜与空气界面反射率τ 1和油膜与平板模型界面反射率τ 2的测量方法为：
(1)油膜与空气界面反射率τ 1：
当单色光的入射角为0时，τ 1=(n 2-n 1)2/(n 2+n 1)2，其中n 1、n 2分别为空气和油膜的折射率；
当单色光的入射角不为0时，利用激光斜入射的方式，测量不同入射角对应的油膜与空气界面反射率τ 1；
(2)油膜与平板模型界面反射率τ 2：利用激光束测量得到。
进一步的，步骤S23中所述改变模型位姿参数是指：改变平板模型、光源和彩色CCD相机的几何关系。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型，能够解决目前全局油膜厚度测量方法存在的问题。
2、本发明制备的具有强吸收特性的油膜，能够解决油膜厚度薄导致测量信号微弱的问题。
3、本发明采用吸收和不吸收波段的双光路设计，能够提高测量光路的抗干扰能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术中“Optical Sandwich”测量结构。
图2为现有技术中基于双光路红外成像的薄膜测厚仪光路图。
图3为本发明实施例的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法流程图。
图4为本发明实施例的测量原理图。
图5为本发明实施例的标定测量装置的基准状态示意图。
图6为本发明实施例的不同吸收系数下油膜厚度与吸收率关系图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图3所示，本实施例提出一种基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，包括如下步骤：
S1，制备油膜；
针对油膜厚度很薄导致测量信号微弱的问题，本发明需要制备一种符合风洞试验要求的油膜来进行全局油膜厚度在线测量。首先，利用ASD光谱仪对常用油膜材料甲基硅油、润滑油和柴油进行光谱测量可知，甲基硅油在800nm（±10nm）处有较强吸收峰，润滑油在614-645nm、736nm、776nm和914-1038nm之间存在强吸收峰，柴油在736nm、738nm和898nm处有强吸收峰，可以看出常用油膜材料的吸收波长均在可见光红光范围和近红外波段，而在可见光其他波段均不存在吸收。因此，将油膜吸收波长l2和不吸收波长l1分别选定在红光/近红外波段和蓝光波段，利用高速彩色CCD相机固有的RGB通道中的红、蓝通道，分别测量吸收波长和非吸收波长油膜灰度图像，能够避免使用多个相机导致的测量光路几何误差，从而提高测量光路的抗干扰能力。
因此，本实施例中步骤S1包括如下子步骤：
S11，以常用油膜材料为基底材质，并在基底材质中加入添加剂，得到含有不同添加剂及浓度配比的油膜；所述添加剂为在红光波段或近红外波段具有强吸收特性的可溶性树脂或染色剂，通过加入添加剂能够增强油膜的吸收特性；
S12，利用光谱仪测量所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜的吸收光谱，利用黏度计测量所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜的黏度；通过吸收光谱和黏度来检验制备的所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜是否符合风洞试验要求。其中，符合风洞试验要求的吸收光谱和黏度为根据实际情况设定的值。
S2，在不同模型位姿参数条件下进行油膜厚度与吸收率标定试验，建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型。
本实施例中的吸收率的测量原理为：
如图4所示，两束波长分别为l1和l2的单色光源照射在平板模型（需要说明的是，平板模型为空气动力学中的常用术语，在此不再赘述）表面，其中在波长l2处的油膜具有较强光谱吸收效应，在波长l1处则不存在吸收。对于吸收波长l2，由朗博-比尔定律可知，油膜吸收率
与光在油膜中传输距离L（简称吸收光程）关系可表示为：
式中
为油膜吸收系数，是一个与油膜材料有关的常数，吸收光程L与油膜厚度h的关系为L=2h/sinθ，其中θ为光入射角。由式（2.1）可以看出，在固定的入射角下，随着油膜厚度h增大，油膜对波长为l2的光的吸收衰减作用增强，因此可以建立吸收率
与油膜厚度h之间的关系模型。
由于采用反射的测量方式，对于吸收波长，油膜越厚则其吸收衰减越强，对应的反射光强越弱，反之亦然，通过检测反射信号强度，即可表征对应油膜吸收率的大小，反射信号强度则可通过油膜灰度图像进行测量。同时，利用不吸收波长l1作为测量参考光路，以消除光源强度变化、模型表面漫反射等干扰因素的影响。
因此，本实施例中步骤S2包括如下步骤：
S21，设置标定测量装置；
参照上述测量原理，所述标定测量装置包括平板模型、彩色CCD相机和光源；
所述平板模型中内嵌共面电极型电容式侧后传感器，并在平板模型表面上设置步骤S11制备的油膜；
所述彩色CCD相机和光源设置在平板模型设置油膜的一侧；
所述光源包括用于发出油膜吸收波长和不吸收波长的光源一和光源二。
S22，利用所述标定测量装置完成油膜厚度与吸收率标定试验，建立油膜厚度与吸收率关系模型；具体包括如下子步骤：
S221，将平板模型水平放置，并使彩色CCD相机和光源垂直于平板模型设置油膜的一侧，此时作为油膜厚度与吸收率的关系模型标定测量装置的基准状态，如图5所示；
S222，光源发出油膜吸收波长和不吸收波长的两束单色光，经油膜反射后被彩色CCD相机接收；
S223，根据彩色CCD相机接收的光信号计算油膜吸收率，并通过共面电极型电容式侧后传感器测量当前油膜厚度，对应记录油膜厚度和油膜吸收率；其中，所述根据彩色CCD相机接收的光信号计算油膜吸收率的方法为：
假设所述两束单色光的强度分别为I O1和I O2，油膜与空气界面反射率为τ 1，油膜与平板模型界面反射率为τ 2，油膜吸收率为τ a ，在不考虑单色光在油膜内多次反射的情况下，彩色CCD相机接收到的光信号强度包括两个部分：经油膜上表面反射光信号强度I r1，以及入射到油膜内部并反射出油膜的光信号强度I r2；其中，将油膜上表面反射光信号强度I r1近似看做一个直流信号，仅与油膜上表面反射率τ 1有关；
对于吸收波长l2，彩色CCD相机接收的光信号强度I 2表示为：
对于非吸收波长l1，彩色CCD相机接收的光信号强度I 1表示为：
将油膜反射光强度信号转化为油膜图像灰度值，由成像系统像面光照度公式，可得到像面上的光照度公式为：
其中，n和n′为物空间和像空间折射率，τ o 为光学系统透过率，L为物体辐射亮度，其定义为辐射强度I与发光面积A的比值，即L=I/A，u′为像方孔径角，θ′为对应像点主光线与相机光轴之间的夹角。对于某一像素而言，图像灰度值G与其所接收的总辐射能量Φ成正比，可表示为G=kΦ，k为比例系数。辐射能量可表示为光照度E与像素面积A pixel 和积分时间t int 的乘积，即Φ=t int ·E·A pixel 。因此，对于油膜上某一点，其吸收波长和非吸收波长在彩色CCD相机上图像灰度值可分别表示为：
将G 2和G 1作比值，可得
其中，对于单色光，其光信号强度比值I O1/I O2已知，两个波长图像灰度值G 2和G 1为测量值，反射率τ 1和τ 2可通过测量得到，因此，可由式（2.7）计算出油膜吸收率τ a 。
对于所述油膜与空气界面反射率τ 1和油膜与平板模型界面反射率τ 2的测量方法为：
(1)油膜与空气界面反射率τ 1：
当单色光的入射角为0时，τ 1=(n 2-n 1)2/(n 2+n 1)2，其中n 1、n 2分别为空气和油膜的折射率；
当单色光的入射角不为0时，利用激光斜入射的方式，测量不同入射角对应的油膜与空气界面反射率τ 1；
(2)油膜与平板模型界面反射率τ 2：对于油膜下表面，由于平板模型表面较为粗糙，对应的反射可视作漫反射，油膜与平板模型界面反射率τ 2近似为常数，可直接利用激光束测量得到。
S224，改变平板模型上油膜厚度并重复步骤S222～S223，从而建立油膜厚度与吸收率关系模型。
S23，改变模型位姿参数，重复步骤S22，建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型。其中，所述改变模型位姿参数是指：改变平板模型、光源和彩色CCD相机的几何关系。借鉴风洞试验模型的位姿视频测量原理，在不同模型位姿参数条件下进行油膜厚度与吸收率标定试验，借助视频测量中的同名标记点的匹配思想，得到不同模型位姿参数下相同物面点吸收率，从而能够建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型。
S3，利用所述包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型求解油膜厚度。通过前述过程得到了包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型，对于后续油膜厚度测量，只需要测量在某模型位姿参数下的油膜吸收率，将其代入所述包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型，即可求解出油膜厚度分布。
对于所述包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型，本实施例进行了误差分析，以进一步得到其误差控制模型。该误差控制模型包括两个部分：测量模型误差和吸收率测量误差两个方面；
（1）测量模型误差
根据前述测量原理，油膜厚度与吸收率关系满足式（2.8）的朗伯-比尔定律，其关系曲线如图6所示，吸收率与油膜厚度呈负指数函数关系。实际测量的吸收率为油膜吸收波长内的平均，但其与油膜厚度关系曲线总体上仍然类似于负指数函数。
由图6可以看出，在吸收系数k一定情况下，油膜厚度较小时，对应的吸收率曲线斜率较大，即较小的油膜厚度变化对应较大的吸收率变化，相同的吸收率测量误差下，油膜厚度误差越小；随着油膜厚度增大，吸收率曲线斜率减小，因此，对于吸收率模型而言，油膜厚度较薄时测量精度高于油膜厚度较厚的情况。
将式（3.7）两边对油膜厚度L取微分，得到
当油膜厚度较小时，式（2.9）中的指数项接近于1，此时吸收系数即为吸收率曲线的斜率，从图6中可以看出，在一定油膜厚度范围内，吸收系数越大，对应油膜吸收率曲线斜率越大，即相同油膜厚度变化对应较大的吸收率变化，此时油膜厚度测量精度更高。由此可以看出，对于油膜厚度与吸收率关系模型而言，油膜材料吸收系数越大、油膜厚度越薄，对应的模型解算精度越高。
（2）吸收率测量误差
对于模型物面曲率，可以借鉴模型位姿参数对吸收率的影响，将模型物面曲率变化分解为小面积平板模型的位姿参数变化来求解；模型表面纹理，主要影响的是模型表面的反射率，可以通过事先对表面纹理处的反射率进行单独测量；对于相机而言，位深度决定了图像的灰度级，位深度越大，则更弱的光强变化能够被相机识别，相机的空间分辨率对应油膜厚度分布测量分辨率，而相机时间分辨率则同时受到测量积分时间和全局摩阻测量对采样频率的要求，因此需要综合权衡；对于相机的内部噪声和探测器均匀性的影响，可在实验前对相机进行内部噪声和均匀性检测，并将检测结果用于对测量图像进行修正扣除，从而消除相机内部噪声和探测器均匀性的影响；在部引起相机饱和的条件下，适当增强光源强度，能够提供测量信号幅值，增强相机对微弱信号的测量灵敏度，可以通过设置不同光源强度值，进行对比试验，分析光源强度对油膜厚度测量结果的影响。
通过以上分析所述全局油膜厚度在线测量的误差产生机理，创建全局油膜厚度测量误差控制模型，以改进所述全局油膜厚度在线测量时风洞试验条件，从而能够得到具有更加精确解算的包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，制备油膜；
S2，在不同模型位姿参数条件下进行油膜厚度与吸收率标定试验，建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型；
S3，利用所述包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型求解油膜厚度。
2.根据权利要求1所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，步骤S1包括如下子步骤：
S11，以常用油膜材料为基底材质，并在基底材质中加入添加剂，得到含有不同添加剂及浓度配比的油膜；所述添加剂为在红光波段或近红外波段具有强吸收特性的可溶性树脂或染色剂；
S12，利用光谱仪测量所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜的吸收光谱，利用黏度计测量所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜的黏度；通过吸收光谱和黏度来检验制备的所述含有不同添加剂及浓度配比的油膜是否符合风洞试验要求。
3.根据权利要求2所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，所述常用油膜材料包括甲基硅油、润滑油和柴油中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，步骤S2包括如下步骤：
S21，设置标定测量装置；
S22，利用所述标定测量装置完成油膜厚度与吸收率标定试验，建立油膜厚度与吸收率关系模型；
S23，改变模型位姿参数，重复步骤S22，建立包含模型位姿参数的油膜厚度与吸收率关系模型。
5.根据权利要求4所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，步骤S21中所述标定测量装置包括平板模型、彩色CCD相机和光源；
所述平板模型中内嵌共面电极型电容式侧后传感器，并在平板模型表面上设置步骤S11制备的油膜；
所述彩色CCD相机和光源设置在平板模型设置油膜的一侧；
所述光源包括用于发出油膜吸收波长和不吸收波长的光源一和光源二。
6.根据权利要求5所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，步骤S22包括如下子步骤：
S221，将平板模型水平放置，并使彩色CCD相机和光源垂直于平板模型设置油膜的一侧；
S222，光源发出油膜吸收波长和不吸收波长的两束单色光，经油膜反射后被彩色CCD相机接收；
S223，根据彩色CCD相机接收的光信号计算油膜吸收率，并通过共面电极型电容式侧后传感器测量当前油膜厚度，对应记录油膜厚度和油膜吸收率；
S224，改变平板模型上油膜厚度并重复步骤S222～S223，从而建立油膜厚度与吸收率关系模型。
7.根据权利要求6所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，步骤S223中所述根据彩色CCD相机接收的光信号计算油膜吸收率的方法为：
其中，τ a 表示油膜吸收率，I O1和I O2分别表示油膜吸收波长和不吸收波长的两束单色光的强度，τ 1表示油膜与空气界面反射率，τ 2表示油膜与平板模型界面反射率，G 2和G 1分别表示油膜吸收波长和不吸收波长的两束单色光经油膜反射后在彩色CCD相机上的图像灰度值。
8.根据权利要求7所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，所述油膜与空气界面反射率τ 1和油膜与平板模型界面反射率τ 2的测量方法为：
(1)油膜与空气界面反射率τ 1：
当单色光的入射角为0时，τ 1=(n 2-n 1)2/(n 2+n 1)2，其中n 1、n 2分别为空气和油膜的折射率；
当单色光的入射角不为0时，利用激光斜入射的方式，测量不同入射角对应的油膜与空气界面反射率τ 1；
(2)油膜与平板模型界面反射率τ 2：利用激光束测量得到。
9.根据权利要求6所述的基于双色成像的全局油膜厚度在线测量方法，其特征在于，步骤S23中所述改变模型位姿参数是指：改变平板模型、光源和彩色CCD相机的几何关系。
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