一種厚度測量裝置和厚度測量方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種厚度測量裝置和厚度測量方法。該厚度測量裝置包括：支架，包括上部支架和下部支架；一對激光探頭，分別位于所述上部支架和所述下部支架；測量臺，安裝到所述支架；以及移動部，用于使被測樣品相對于所述一對激光探頭沿第一方向和與所述第一方向交叉的第二方向移動。本發(fā)明的厚度測量裝置和厚度測量方法，在測量被測樣品的厚度時，測量探頭不與被測樣品壓力接觸，并且被測樣品的被測量部分保持平整，因此，特別適合于測量柔性粘結(jié)磁體等具有柔性的物體的厚度。并且僅通過一對激光探頭即可準(zhǔn)確、快捷地得到被測樣品的面厚度分布數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種厚度測量裝置和厚度測量方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量厚度的裝置和方法，具體而言，涉及一種通過使被測樣品相對于厚度測量探頭在兩個方向上移動，來測量被測樣品任一點的厚度的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性粘結(jié)磁體一般是由磁粉(例如包括鐵氧體磁粉、釹鐵硼磁粉、釹鐵氮磁粉)和高分子粘結(jié)劑復(fù)合，經(jīng)過擠出成型、壓延成型、注射成型等工藝制成，具有良好的柔軟性和彈性，可加工成條狀、片狀等各種復(fù)雜形狀。以往大量使用的是鐵氧體柔性磁體，一般用于電冰箱、消毒柜、廚柜、玩具、文具、廣告等行業(yè)。它的尺寸精度要求很低，測量厚度時主要是使用千分尺、卡尺等簡單測量工具。由于現(xiàn)代化社會發(fā)展的需要，對高性能柔性粘結(jié)磁體的需求量日增，這些磁體主要應(yīng)用于微特電機等領(lǐng)域，并且對其尺寸精度提出了更高的要求。
[0003]由于柔性粘結(jié)磁體特殊的物理性能，即其良好的柔軟性和彈性，一般的接觸式厚度測量方法會造成較大誤差。例如，在專利文件I中，厚度測量裝置主要是由千分表和傳感器構(gòu)成，依靠測量頭的曲面實現(xiàn)點接觸，從而可以減少薄片翹曲和局部平整度帶來的誤差。但是，接觸式的測量必然要施加一定的壓力，并且接觸頭不能過細(xì)，否則容易磨損或者劃傷被測量的樣品。而對于柔性磁體這種彈性良好的材料來所，接觸式測量方法由于擠壓變形會造成測量誤差，而且單個點的接觸測量不能反應(yīng)磁片的真實厚度。
[0004]目前的非接觸式測量方法，主要有放射性測量(例如伽馬射線)和激光測量方法。前者適用于微米級的測量，如鍍膜厚度測量等，后者雖然對柔性粘結(jié)磁體的厚度測量比較合適，但也存在一些問題。
[0005]激光測量方法分為單激光源測量和雙激光源測量。對于柔性粘結(jié)磁體來說，單激光源測量方法并不可靠，這是因為柔性磁體具有柔軟性，不能保證磁片是完全貼合在參考平臺上的。而對于雙激光源測量，必須使上下一對激光探頭精確地聚焦在樣品的一點上，而且樣品不能扭曲變形，樣品的測量點處是同一平面。例如，專利文件2對板材厚度進(jìn)行測量的專用激光設(shè)備具有上下一對激光測量源，測量板材類材料時能有效消除測量誤差。但是對于柔性磁體這樣的特殊材料，不能保證樣品測量時不彎曲，而且在實際測量時只能進(jìn)行線掃描，不能得到樣品的面厚度分布情況。
[0006]專利文件1:CN1884963A
[0007]專利文件2:CN1800776A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的一個目的是提供一種厚度測量裝置和厚度測量方法，使得既不與被測樣品壓力接觸、又使被測樣品的被測量部分平整地測量被測樣品的厚度。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種厚度測量裝置，包括:支架，包括上部支架和下部支架；一對激光探頭，分別位于所述上部支架和所述下部支架；測量臺，安裝到所述支架；以及移動部，用于使被測樣品相對于所述一對激光探頭沿第一方向和與所述第一方向交叉的第二方向移動。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種厚度測量方法，使用本發(fā)明的厚度測量裝置，一邊通過所述移動部使被測樣品沿所述第一方向和/或所述第二方向移動，一邊通過所述一對激光探頭測量被測樣品的厚度。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的厚度測量裝置和厚度測量方法，在測量被測樣品的厚度時，測量探頭不與被測樣品壓力接觸，并且被測樣品的被測量部分保持平整，因此，特別適合于測量柔性粘結(jié)磁體等具有柔性的物體的厚度。并且僅通過一對激光探頭即可準(zhǔn)確、快捷地得到被測樣品的面厚度分布數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的厚度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2示出圖1所示厚度測量裝置的樣品移動部的具體結(jié)構(gòu)。
[0014]圖3示出圖1所示厚度測量裝置的施壓構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)。
[0015]圖4是使用本發(fā)明的厚度測量裝置測得的一個樣品的厚度分布圖。
[0016]圖5是使用本發(fā)明的厚度測量裝置測得的另一樣品的厚度分布圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1、2所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的厚度測量裝置包括支架I。支架I具有上部支架和下部支架。在上部支架上固定有上激光探頭4，在下部支架上固定有下激光探頭
7。上、下激光探頭4、7構(gòu)成一對激光探頭。
[0018]厚度測量裝置還包括測試臺10。測試臺10呈平板狀，安裝到支架1，可沿X方向相對于支架I移動。在測試臺10上，具有矩形狹縫(未圖示)。狹縫的延伸方向與X方向平行，使得當(dāng)測試臺10沿X方向移動時，上、下激光探頭4、7的激光束始終位于狹縫范圍內(nèi)。這樣，當(dāng)樣品9的被測量部分位于狹縫內(nèi)時，上、下激光探頭4、7分別測量樣品9的被測量部分的上、下表面到上、下激光探頭4、7的距離，從而獲得樣品9的厚度，由此避免單向厚度測量所帶來的誤差。
[0019]厚度測量裝置還包括測量臺移動部6。測量臺移動部6的數(shù)量可以是兩個，分別位于支架I的下部支架的兩側(cè)，也可以是一個。測量臺移動部6的作用是使測量臺10沿X方向移動，從而能夠測量樣品9在X方向上的任一點的厚度。測量臺移動部6采用例如絲杠絲母結(jié)構(gòu)，絲杠沿X方向設(shè)置，測試臺10固定到絲母。這樣，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時，測試臺10隨著絲母一起沿X方向移動。測量臺移動部6還可以采用其它結(jié)構(gòu)，例如帶輪傳動機構(gòu)。
[0020]在測試臺10上，安裝有樣品移動部2。樣品移動部2采用例如絲杠絲母結(jié)構(gòu)，并由電機11提供動力。絲杠14由固定在測試臺10的支撐部12支撐，沿與X方向交叉(例如垂直)的Y方向設(shè)置，樣品推板3固定到絲母13。此外，支撐部12還支撐有用于導(dǎo)向的光桿15,絲母13還穿過光桿15。這樣，當(dāng)絲杠14旋轉(zhuǎn)時,樣品推板3隨著絲母13 —起沿Y方向移動。樣品推板3具有與測試臺10垂直的推板部30。當(dāng)將樣品9放置在測試臺10上時，推板部30與樣品9的一個側(cè)邊相接觸。當(dāng)樣品移動部2使樣品推板3沿Y方向移動時，樣品9被樣品推板3的推板部30推動，也沿著Y方向移動，從而能夠使樣品9在Y方向上的不同部分位于測試臺10的狹縫內(nèi)，以測量樣品9在Y方向上的任一點的厚度。樣品移動部2還可以采用其它結(jié)構(gòu)，例如帶輪傳動機構(gòu)。
[0021]通過配合使用測量臺移動部6和樣品移動部2，可實現(xiàn)對樣品9的任一點的厚度測量。
[0022]此外，如圖1?3所示，在測試臺10上還安裝有施壓構(gòu)件8，用于將樣品9的被測量部分周圍的部分壓在測試臺10的測試面5上，使得被測量部分平整地位于狹縫處，從而減少測量誤差。如圖3所示，施壓構(gòu)件8包括位于測試面5上的支撐基座18，由支撐基座18支撐的偏心輪17，以及與偏心輪17的外周相接觸的一對壓片16。偏心輪17連接到電機11。當(dāng)電機11旋轉(zhuǎn)時，壓片16被偏心輪17頂起，離開樣品9。這時，樣品移動部2使樣品9沿Y方向移動。然后，隨著偏心輪17的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，壓片16因自身重力而落下，壓在樣品9上，一對壓片16相對于測試臺10的狹縫分別位于Y方向的上、下游側(cè)。
[0023]采用上述厚度測量裝置，上、下激光探頭由機械框架來固定其位置，因而可以使得激光探頭的對焦非常精確。測量時，采用壓片來壓緊被測量部分的周圍部分，使得被測量部分(位于狹縫內(nèi)的部分)能夠保持在同一水平位置，提高了測量精度。并且，通過在測量時使樣品相對于激光探頭在兩個方向上移動，能夠測量樣品任一點的厚度。
[0024]本發(fā)明的厚度測量裝置，當(dāng)測量厚度為0.1?3.0mm的柔性磁體時，測量精度可達(dá)
0.0lmm,如圖4、5所示。
[0025]盡管以上通過實施方式詳細(xì)說明了本發(fā)明，但是，本發(fā)明不限于上述實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變形。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種厚度測量裝置，包括: 支架，包括上部支架和下部支架； 一對激光探頭，分別位于所述上部支架和所述下部支架； 測量臺，安裝到所述支架；以及 移動部，用于使被測樣品相對于所述一對激光探頭沿第一方向和與所述第一方向交叉的第二方向移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度測量裝置，其特征在于，所述移動部包括: 測量臺移動部，用于使所述測量臺沿所述第一方向移動；以及 樣品移動部，用于使被測樣品在所述測量臺上沿所述第二方向移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厚度測量裝置，其特征在于，所述測量臺移動部和所述樣品移動部采用絲杠絲母結(jié)構(gòu)或帶輪傳動機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的厚度測量裝置，其特征在于，所述樣品移動部包括樣品推板，用于沿所述第二方向移動，以推動被測樣品沿所述第二方向移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚度測量裝置，其特征在于，所述測量臺呈平板狀，具有在上下方向上貫穿所述測量臺的縫隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厚度測量裝置，其特征在于，所述縫隙平行于所述第一方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厚度測量裝置，其特征在于，還包括施壓構(gòu)件，用于向著所述測量臺對被測樣品施壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的厚度測量裝置，其特征在于，所述施壓構(gòu)件包括偏心輪和與所述偏心輪的外周相接觸的一對壓片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的厚度測量裝置，其特征在于，所述一對壓片相對于所述縫隙分別位于沿所述第二方向的上游側(cè)和下游側(cè)。
10.一種厚度測量方法，使用根據(jù)權(quán)利要求1?9中任一項所述的厚度測量裝置，一邊通過所述移動部使被測樣品沿所述第一方向和/或所述第二方向移動，一邊通過所述一對激光探頭測量被測樣品的厚度。
【文檔編號】G01B11/06GK103868461SQ201210528211
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月10日
【發(fā)明者】蔡道炎, 王進(jìn)東, 敖學(xué)如, 饒曉雷, 胡伯平 申請人:北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司