Để đo độ dày lớp dầu bôi trơn thủy động đàn hồi được Kirk, Cameron và Gohar sử dụng đầu tiên. Ở dạng nguyên bản của nó, phương pháp này sử dụng bi cầu thép được điều khiển lăn hoàn toàn trên mặt đĩa thủy tinh. Thiết bị này có sơ đồ hoạt động được minh họa trên (hình 2.3). Mặt đĩa được phủ lên với độ dày xấp xỉ 10 nm lớp bán phản xạ bằng crom (chromium), khi đĩa quay với sự có mặt của chất bôi trơn màng dầu bôi trơn thủy động đàn hồi được hình thành giữa bi cầu và bề mặt của đĩa. Chùm ánh sáng trắng được chiếu qua tiếp xúc giữa đĩa thủy tinh và bi thép, lớp crom bán phản xạ bám trên mặt đĩa sẽ có hiệu ứng với một phần ánh sáng, phần còn lại sẽ chiếu xuyên qua chất bôi trơn và bị phản xạ lại bởi mặt bi bằng thép. Cường độ của hai chùm tia phản chiếu là tương đương nhưng chúng phản xạ lại với các góc khác nhau tạo ra các giao thoa ánh sáng làm thay đổi màu qua đó thể hiện được độ dày của lớp dầu bôi trơn. Vì thế bề dày của lớp dầu bôi trơn có cùng độ dài với bước sóng với bước sóng của ánh sáng nhìn thấy được có thể sử dụng phương pháp này để xác định bề dày lớp bôi trơn thủy động đàn hồi. Mẫu giao thoa phản chiếu lại được rọi qua thấu kính đến màn hình và hiển thị lên kính của kính hiển vi. Bề dày của lớp dầu được xác định qua mầu sắc của ánh sáng giao thoa và qua bộ phận chiết quang.
Hình 2.3: Sơ đồ của thiết bị để đo bề dày màng bôi trơn thủy động đàn hôi bằng giao thoa ánh sáng.
Hình ảnh của quan sát về giao thoa ánh sáng qua lớp bôi trơn thủy động đàn hồi được giới thiệu trên (hình 2.4) và sơ đồ biểu diễn cơ chế diễn ra trong khu vực tiếp xúc.
Hình 2.4. Hình ảnh vân giao thoa của độ dày màng dầu bôi trơn tại tiếp xúc trượt của CaF2 và thép .
Qua hình ảnh ta thấy sự eo thắt hình móng ngựa bề dày của màng dày bôi trơn thủy động đàn hồi thể hiện rất rõ ràng. Một trong những lợi thế của phương pháp này có thể thu nhận được đường viền của bề mặt tiếp xúc.
Tuy nhiên, phương pháp đo bề dày màng bằng giao thoa ánh sáng đòi phải xác định được chuẩn trước khi áp dụng, nghĩa là độ dày của màng dầu tương ứng với mầu sắc phải được biết. Sự xác định kích cỡ có thể thực hiện được nhờ sử dụng ánh sáng đơn sắc của natri để soi vết tiếp xúc. Đây là sự thuận lợi khi dùng ánh sáng đơn sắc cho việc xác định kích cỡ của màng dầu. Độ dày của màng dầu tăng lên quan sát thấy có sự tương ứng sự biến đổi pha trong vân giao thoa. Nhưng sử dụng ánh sáng đơn sắc của natri không có được sự chia độ (phân biệt) của màu sắc rõ rệt, khi thay đổi các pha tương ứng chỉ xuất hiện sự chuyển màu sắc từ đen sang vàng. Nếu dùng ánh sáng trắng được ứng dụng khi đó sự biến đổi của các pha điều được biểu thị bới sự thay đổi màu sắc từ vàng, qua đỏ, xanh và xanh lục (chu trình thay đổi màu sẽ lặp lại). Sự biến đổi pha trong khi sử dụng ánh sáng đơn sắc để chiếu chỉ có thể tìm thấy khi độ dày của mành dầu tăng lên với giá trị bằng λ/4 (ở đây độ dài bước sóng của ánh sáng natri λ = 0.59µm). Một đường cong xác định quan hệ (định lượng) kích cỡ giữa độ dày của màng dầu và sự biến đổi pha được tương ứng đã được thiết lập. Kỹ thuật thu nhận đường cong xác định mối quan hệ định lượng này đã được mô tả trong các tài liệu của Trong quá trình định cỡ quả cầu thép (bi thép) được đặt trên mặt đĩa trong suốt (kim cương hoạc sarphier) đã được phủ dầu. Khi đứng yên quan sát trên ảnh thấy màu đem ở trung tâm và đường viền có đường đường kính được định nghĩa là cấp độ không của đường kính tiếp xúc Hertz. Tốc độ của đĩa tăng từ từ cho đến khi xuất hiện sự biến đổi pha và toàn bộ phần vân đen trong tiếp xúc chuyển sang màu vàng và sau đó
màu vàng chuyển sang đen vv. Phép đo lúc này được xác định sự thay đổi màu của ánh sáng trắng sang ánh sáng màu, một khi có sự thay đổi tương ứng của bề dày của lớp dầu. Trong quá trình này đường cong định cỡ có nhiệm vụ cung cấp các giá trị của độ dày của màng dầu bôi trơn.