[發(fā)明專利]薄膜厚度的測量方法和設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580048299.7
• 申請日: 2005-12-19
• 公開（公告）號: CN101120230A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設計）人: T·W·賈辛斯基;F·M·哈蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 崔幼平;劉華聯(lián)

1.一種系統(tǒng)，用于測量有第1表面(26)和第2表面(28)的卷筒材料厚度，它包括：

(a)設置在卷筒材料(18)第1表面(26)附近的第1傳感器頭(10)，其中第1傳感器頭(10)包括(i)投射圖案(13)到卷筒材料(18)第一表面(26)上的機構(gòu)和(ii)檢測所投射圖案的圖像(14)和將該圖像(14)轉(zhuǎn)換成與電子圖像(16)相對應的電信號的機構(gòu)；

(b)利用圖案識別程序來分析該電子圖像(50)以便測定第1傳感器頭(10)與卷筒材料(18)第1表面(26)上所選位置之間距離以及測定卷筒材料(18)的傾斜角(50)的機構(gòu)；

(c)設置在卷筒材料(18)第2表面(28)附近的第2傳感器頭(20)，其中第2傳感器頭(20)包括測量從第2傳感器頭(20)到第2表面(28)上所選位置之間距離(32C)的機構(gòu)；

(d)測量從第1傳感器頭(10)到第2傳感器頭(20)的距離(30)的機構(gòu)；

(e)測量第1和第2傳感器頭(10、20)相對不對準度(16、32C)的機構(gòu)；和

(f)計算卷筒材料(18)厚度(50)的機構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于用于檢測圖像(14)和將圖像(14)轉(zhuǎn)換成與電子圖像(16)相對應的電信號的機構(gòu)，包括布置在第1表面(24)附近的用于接受被投射到卷筒材料(18)第1表面(26)上的圖像(14)的檢測器(16)；和

用于分析電子圖像(50)的機構(gòu)包括計算機系統(tǒng)(50)，它與檢測器(16)電氣連接且包括該圖案識別程序以便處理電子圖像和確定卷筒材料的取向。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于投射到卷筒材料(18)第1表面(26)上的圖像(14)有限定的外形并且第1傳感器頭(10)包括：

(i)測量從第1傳感器頭(10)上第1位置到沿第1垂直軸線垂直定位的卷筒材料(18)第1表面(26)上某位置的垂直距離(12、16、50)的機構(gòu)；和

(ii)測量從卷筒材料(18)第1表面(26)上某參考點到第1垂直軸線的水平距離(32C、16)的機構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于第1傳感器頭(10)是上傳感器頭和第2傳感器頭(20)是下傳感器頭；和

其中，測量相對不對準度(16、32C)的機構(gòu)用磁控電阻位移傳感器測量在上下傳感器頭(10、20)的傳感器平面中上下投射軸線之間的偏差距離。

5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于第1傳感器頭(10)是上傳感器頭和第2傳感器頭(20)是下傳感器頭；和

其中，測量相對不對準度(16、32C)的機構(gòu)通過下激光點穿過片(18)的發(fā)射圖像和用圖像傳感器(16)檢測它來測量在上下傳感器頭(10、20)的傳感器平面中上下投射軸線之間的偏差距離。

6.測量有第1表面和第2表面(26、28)的卷筒材料(18)厚度的一種非接觸方法，所述方法包括如下各步驟：

(a)將第1傳感器頭(10)定位在卷筒材料(18)的第1表面(26)附近；

(b)將第2傳感器頭(20)定位在卷筒材料(18)的第2表面(28)附近；

(c)測量從第1傳感器頭(10)到第2傳感器頭(20)的距離；

(d)將包含圖案(14)的圖像投射到卷筒材料(18)的第1表面(26)上；

(e)使用圖案識別程序來檢測和分析圖像(14)以便測定卷筒材料(18)相對第1傳感器頭(10)、第2傳感器頭(20)、或者兩者的取向；

(f)測量從第2傳感器頭(20)到卷筒材料(18)第2表面(28)上某位置的距離；和

(g)計算卷筒材料(18)的厚度。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(e)包括將檢測到的圖像與參考圖像比較以便測定卷筒材料(18)的取向。

8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(e)采用電荷耦合器件相機或CMOS相機裝置(16)來檢測圖像和將圖像(14)轉(zhuǎn)換成與電子圖像對應的電信號。

9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于步驟(d)中投射到卷筒材料(18)第1表面(26)上的圖像(14)有限定的外形和該方法還包括如下各步：(i)測量從第1傳感器頭(10)上第1位置到沿第1垂直軸線垂直定位的卷筒材料(18)第1表面(26)上某位置的垂直距離和(ii)測量從卷筒材料(18)第1表面(26)上某參考點到第1垂直軸線的水平距離。