隨著高端精密制造業(yè)快速發(fā)展,各類透明板材廣泛應用于工業(yè)、科研、建筑及航空航天等領域,市場對各類透明板材需求不斷增大的同時,對其產(chǎn)品質(zhì)量的要求也在不斷提高。厚度作為評價各類透明板材產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素,備受生產(chǎn)企業(yè)的重視,透明板材的厚度檢測技術也一直是研究熱點。目前,已有的非接觸式厚度檢測系統(tǒng)一般具有速度快、精度高等特點,克服了接觸式檢測的諸多缺點,但是與此同時,目前已有的檢測技術也存在著一些難以克服的固有局限性,諸如對測量角度的要求,對被測元件表面平整度和清潔度的要求,以及對測量距離的要求等等,此類局限性限制了這些檢測手段的工業(yè)普及。而本文所研究的光譜共焦厚度檢測技術是一種較為新穎的前沿技術,它利用光譜共焦原理,通過光學色散建立聚焦距離和波長間的對應關系,再通過光譜探測器件進行光譜解碼從而獲得位置信息。該技術克服了已有檢測系統(tǒng)的諸多局限性,其檢測精度能達到微米量級。而且光譜共焦技術采用復色光源,具有多表面層析的特點,除了可以準確測量石英玻璃等材質(zhì)的厚度,還可測量塑料平板、金屬薄膜、各類光學元件等的厚度。此外,由于本系統(tǒng)采用同軸光學結(jié)構,使光學結(jié)構盡可能的簡單化,小型化和集成化,同時也有效... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１光譜共焦光路結(jié)構??其工作原理為：寬光譜光源Ｓ發(fā)出連續(xù)均勻的可見光光波經(jīng)過會聚透鏡尤后??

上不同的位置，最后利用線性ＣＣＤ上４和；１２光波的位置信息進行解碼，就可以獲??得被測物體上下表面對應的距離值。??但圖２．１所示的光路結(jié)構較為復雜，且占用空間較大，系統(tǒng)裝配過程繁瑣，??不利于本厚度檢測系統(tǒng)的小型化和集成化，難以實現(xiàn)工業(yè)化檢測。為此，利用光??纖以及其他光電器件可以將光路結(jié)構進一步簡化成圖２．?２所示的結(jié)構［２５］。??光源?光譜分析??系統(tǒng)?系統(tǒng)???１?光纖?￣￣－ｒ－￣??￥／???ｉ???耦合器?“??召?１?１??色散選頻／?Ｖ???光學系統(tǒng)＾?４?Ｕ??輸出信號???？???圖２．?２光譜共焦系統(tǒng)結(jié)構??圖２．２所示簡化后的厚度檢測系統(tǒng)工作原理與圖２．?１中所示結(jié)構基本一致，??寬光譜光源發(fā)出光強連續(xù)均勻分布的白光耦合進入Ｙ型耦合光纖，在Ｙ型耦合光??纖的公共端出射，此時光源可以近似看成點光源，再經(jīng)由色散透鏡組后會產(chǎn)生光??８??

碼被測物體表面對應的距離值的目的。由于采用了共焦技術，每一個特定波長都??對應這一個特定的軸向位置。??根據(jù)共焦光譜的原理，光譜共焦厚度檢測系統(tǒng)整體流程如下圖２．３所示，??主要分為四個階段［２６］：??（１）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]光電技術的發(fā)展及應用[J]. 王華.  電子技術與軟件工程. 2017(12)
[2]基于光譜共焦位移傳感器的非接觸式回轉(zhuǎn)誤差測量系統(tǒng)[J]. 藍河,雷大江,錢林弘,夏歡,孫樹磊.  制造技術與機床. 2017(03)
[3]基于白光LED的光譜共焦位移傳感器[J]. 王津楠,陳鳳東,劉炳國,甘雨,劉國棟.  中國測試. 2017(01)
[4]基于復色共焦的透明材料厚度測量系統(tǒng)研究[J]. 張寧,徐熙平,吳嘉輝,劉宇龍,李磊.  長春理工大學學報(自然科學版). 2013(05)
[5]光譜共焦顯微鏡的線性色散物鏡設計[J]. 劉乾,楊維川,袁道成,王洋.  光學精密工程. 2013(10)
[6]一種新型光譜共焦位移測量系統(tǒng)研究[J]. 柳曉飛,鄧文怡,牛春暉,金博石.  傳感器與微系統(tǒng). 2013(04)
[7]光譜共焦透鏡組設計及性能優(yōu)化[J]. 牛春暉,李曉英,郎曉萍.  北京信息科技大學學報(自然科學版). 2013(02)
[8]光譜共焦測量系統(tǒng)中的色散透鏡組設計[J]. 金博石,鄧文怡,牛春暉,李曉英.  光學技術. 2012(06)
[9]光譜共焦位移傳感器鏡頭設計研究[J]. 武芃樾,袁道成.  工具技術. 2012(02)
[10]光譜共焦位移傳感器測量透明材料厚度的應用[J]. 朱萬彬,曹世豪.  光機電信息. 2011(09)

碩士論文
[1]光譜共焦位移傳感器設計技術研究[D]. 武芃樾.中國工程物理研究院 2012
[2]石英晶片厚度檢測儀研究與設計[D]. 田世鋒.中南大學 2004



本文編號：3371302