專利名稱：激光掃描在線測厚裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用激光掃描進行薄膜厚度的測定及其均勻性描繪的裝置。
目前采用可見光或射線穿透法進行測厚的裝置都存在著一定問題，前者光線能量弱，需要固定光路、聚焦、且難以排除環(huán)境光照的干擾，無法掃描以對厚度分布均勻性全面評價。后者多采用β射線，副射能量發(fā)散且有公害，必須采取防護措施。
本發(fā)明的目的是為了提供不產(chǎn)生公害，無需防護，不受環(huán)境光照影響的可以全面評價產(chǎn)品厚度均勻性的，激光掃描在線測厚裝置。
本激光掃描在線測厚裝置，由激光電源6、掃描機15、光電轉(zhuǎn)換器測量橋路7、電機掃描控制電路12及帶有打印機10、顯示器9的微機系統(tǒng)8組成，其特征在于在掃描機15的機身上面裝有導(dǎo)軌20，在掃描機15的機身內(nèi)部裝有滑動導(dǎo)輪13、19及可逆電機16，滑動導(dǎo)輪13、19通過傳動帶17與可逆電機16的傳動輪相連接，在導(dǎo)軌20的兩側(cè)各裝一個霍爾開關(guān)傳感器14、18，在掃描機15的導(dǎo)軌20上裝有底部帶有滑動滾珠的滑車5，在滑車5內(nèi)裝有激光電源6，激光電源6的一端通過可伸縮的導(dǎo)線及開關(guān)與220V電源相接，其另一端與激光器3的接頭連接，滑車5的一端有一個音叉狀的支架4，激光器3裝在支架4的內(nèi)上側(cè)，棱鏡2裝在支架4的內(nèi)上側(cè)前端，在支架4內(nèi)下側(cè)的前端裝有光電轉(zhuǎn)換器21，并與棱鏡2相對應(yīng)，光電轉(zhuǎn)換器21的接頭通過可伸縮的導(dǎo)線與測量橋路7中輸入端連接，測量橋路7由光電轉(zhuǎn)換器21、電阻R1－4、穩(wěn)壓電源25組成，其輸出與微機系統(tǒng)8的輸入通道連接，穩(wěn)壓電源與220V相連，霍爾開關(guān)傳感器14、18的輸出端分別與電機掃描控制電路12中的兩個輸入端對應(yīng)連接，控制電路12的輸出端與可逆電機16連接，控制電路12的輸出觸發(fā)信號與微機系統(tǒng)8的輸入通道連接，控制電路12的電源與220V連接。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)特征進一步說明

圖1.是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2.是光電轉(zhuǎn)換器測量橋路7的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3.是電機掃描控制電路12的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4.是本實用新型的結(jié)構(gòu)方框圖。其中激光光源包括激光電源6及激光器3。
圖1中的激光電源6采用QJH型氦氖激光器或6800A的半導(dǎo)體激光器。其輸出功率在1MW左右即可，應(yīng)用光學(xué)系統(tǒng)分束，一路為主光束用檢測薄膜的光電信號，另一路分光束直接轉(zhuǎn)換為光電信號，同時輸入微機系統(tǒng)對主光束測量參數(shù)進行修正，以消除由于激光光源的波動而引起的誤差，提高測量精度。
微機系統(tǒng)8采用8301和6502微處理機。其中包括顯示器9、打印機10、多路寄存器、多路轉(zhuǎn)換器、A／D轉(zhuǎn)換器、反饋控制器端口及指示燈，本微機系統(tǒng)裝在控制柜11內(nèi)?；魻栭_關(guān)傳感器14、18及可逆電機16為公知件，掃描機15、滑車5為一般機加工件，可參照附圖及結(jié)構(gòu)特征進行制造。
光電轉(zhuǎn)換器測量電路7由光電轉(zhuǎn)器21、電阻R1－4、及穩(wěn)壓電源25組成(如圖2所示)，其中光電轉(zhuǎn)換器21由性能相同的光電管23、24組成。以上各件均為公知件，可參照圖2進行連接。
電機掃描控制電路12包括JGX－4F固態(tài)繼電器27、28、74LS00雙四與非門29、穩(wěn)壓電源26、電阻R及穩(wěn)壓管2DW231。以上各件均為公知件，可參照圖3進行連接。
在使用時，需使本裝置的激光光束22垂直于生產(chǎn)過程的薄膜1的表面(如圖1所示)。啟動可逆電機16，由傳動帶17帶動滑車5在軌道20上移動，當(dāng)滑車5移動到霍爾開關(guān)傳感器14近端時，則發(fā)出信號被送到雙四與非門29的第12、13輸入端，使其8端為高電平，6端為低電平，將固態(tài)繼電器27導(dǎo)通，使可逆電機16反轉(zhuǎn)，當(dāng)滑車5走向爾開關(guān)傳感器18近端時，則發(fā)出信號被送到雙四與非門29的第1、2端，使其8端為低電平，6端為高電平，固態(tài)繼電器27關(guān)閉，固態(tài)繼電器28導(dǎo)通，使可逆電機16反向，如此往返形成掃描運動。激光光束22穿過薄膜1，因其光強度被薄膜1吸收，隨其厚度而變化，從而取得一系列波動光電信號，經(jīng)微處理機數(shù)據(jù)處理，在控置柜的顯示器屏幕上，顯示出厚度及其分布情況等。最后由打印機將顯示內(nèi)容打印出來，同時微機終端輸出反饋控制信號。
由于本裝置采用了小型氦氖激光器(或半導(dǎo)體激光器)并運用了上述種種措施不受環(huán)境光照等影響、測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠、保證生產(chǎn)現(xiàn)場在線運行、并且不產(chǎn)生公害不需要防護措施、結(jié)構(gòu)簡單使用方便。本裝置適用于聚酰亞胺薄膜、滌綸基片等性能要求嚴(yán)格薄膜以及其它透明、半透明的薄膜或板材生產(chǎn)、作在線檢測和改善產(chǎn)品質(zhì)量控制。
權(quán)利要求一種激光掃描在線測厚裝置，由激光電源、掃描機、光電轉(zhuǎn)換器測量橋路、電機掃描控制電路及帶有打印機、顯示器的微機系統(tǒng)組成，其特征在于在掃描機的機身上面裝有導(dǎo)軌，在掃描機的機身內(nèi)部裝有滑動導(dǎo)輪、及可逆電機，滑動導(dǎo)輪、通過傳動帶與可逆電機的傳動輪相連接，在導(dǎo)軌的兩側(cè)各裝一個霍爾開關(guān)傳感器，在掃描機的導(dǎo)軌上裝有底部帶有滑動滾珠的滑車，在滑車內(nèi)裝有激光電源，激光電源的一端通過可伸縮的導(dǎo)線及開關(guān)與220V電源相接，其另一端與激光器的接頭連接，滑車的一端有一個音叉狀的支架，激光器裝在支架的內(nèi)上側(cè)，棱鏡裝在支架的內(nèi)上側(cè)前端，在支架內(nèi)下側(cè)的前端裝有光電轉(zhuǎn)換器，并與棱鏡相對應(yīng)，光電轉(zhuǎn)換器的接頭通過可伸縮的導(dǎo)線與測量橋路中輸入端連接，測量橋路由光電轉(zhuǎn)換器、電阻R1-4、穩(wěn)壓電源組成，其輸出與微機系統(tǒng)的輸入通道連接，穩(wěn)壓電源與220V相連，兩個霍爾開關(guān)傳感器的輸出端分別與電機掃描控制電路中的兩個輸入端對應(yīng)連接，控制電路的輸出端與可逆電機連接，控制電路的輸出觸發(fā)信號與微機系統(tǒng)的輸入通道連接，控制電路的電源與220V連接。
專利摘要一種激光掃描在線測厚裝置，由激光電源6、掃描機15、光電轉(zhuǎn)換器測量橋路7、電機掃描控制電路12及帶有打印機10、顯示器9的微機系統(tǒng)8組成。激光電源6、激光器3裝在掃描機15的上部，并由可逆電機16傳動，使其進行往復(fù)掃描運動，可取得一系列波動光電信號，經(jīng)微機系統(tǒng)8數(shù)據(jù)處理后，可將顯示內(nèi)容打印出來。本裝置適用于透明、半透明薄膜或板材的生產(chǎn)過程中，進行在線檢測和產(chǎn)品質(zhì)量控制，其結(jié)構(gòu)簡單使用方便。
文檔編號G01B11/06GK2206945SQ9421709
公開日1995年9月6日 申請日期1994年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月22日
發(fā)明者史雙林, 邢繼芳, 崔鳴 申請人:天津市檢測技術(shù)研究所