[發明專利]LED式固態紅外薄膜厚度測量方法

無效

• 申請號: 201010208325.0
• 申請日: 2010-06-24
• 公開（公告）號: CN101839695A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 何平;何露雅;楊旭東;劉俊武;錢玉恒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本發明涉及LED式固態紅外薄膜厚度測量方法，屬于光學領域。

背景技術

在薄膜的生產過程中，薄膜厚度的在線測量相當重要。在生產線上，聚酯薄膜縱向行走，通過測量探頭獲取薄膜各個位置的厚度。目前已知的常用厚度測量方法有射線法、超聲波法、紅外透射法等。紅外透射法作為一種傳統的厚度測量方法，長期在聚酯薄膜的厚度測量中占有統治地位。

傳統紅外線透射測厚方法采用鹵素燈炮作為光源1，參見圖1所示，光線經透鏡會聚成平行光至調制盤3上，調制盤3分別裝有測量波長的濾光片4和測量參比波長的濾光片5，再由同步電機6帶動調制盤3切割透過的平行光源，經濾光后的兩束單色光脈沖交替地照射薄膜7，經薄膜7吸收后，透射光聚集到P_bS傳感器8上，并轉變成電信號送到信號運算和處理單元9，最終由厚度顯示儀10顯示出被測聚酯薄膜7的實測厚度值。

傳統紅外線測厚方法的兩個波長紅外光是由調制盤3旋轉調制獲得的，由于調制盤3的調制頻率低（大約在60Hz左右），因此測量光與參比光在時間上存在一定的相位差。而雙向拉伸薄膜和流延膜通常以300m/min以上的速度運行，因此兩束紅外波長并非真的照射在同一區域，即在薄膜7的測量空間上存在一定的偏移，這就會造成測量的誤差，同時也會使響應速度降低。此外，調制盤3的機械運動還會增加系統的誤差，降低系統的可靠性。

發明內容

本發明目的是為了解決采用傳統的紅外透射法測量薄膜厚度測量誤差大、響應速度低的問題，提供了一種LED式固態紅外薄膜厚度測量方法。

本發明的方法為：

吸收光LED在光源調制電路的控制下輸出波長3.4μm的光脈沖，參比光LED在光源調制電路的控制下后輸出波長3.1μm的光脈沖，所述兩路不同波長的光同時打在薄膜的同一位置上，透過薄膜的兩路光由PbSe傳感器吸收并輸出電壓信號，信號運算和處理單元在光源調制電路輸出的同步控制信號的控制下接收所述電壓信號，信號運算和處理單元根據接收的電壓信號獲取薄膜的厚度信息。

本發明的優點：本專利提出的LED式固態紅外薄膜厚度測量儀依據紅外能量吸收原理，采用雙光路設計、固態光電傳感器，通過比較吸收波長和參比波長的信號變化，準確地測量出薄膜的厚度。克服了雙向拉伸薄膜和流延膜的高速、連續化生產過程中厚度測量的相位差問題，顯著的提高了測厚系統的精度、響應速度和可靠性。同時該紅外測厚儀還具有對環境的溫度、濕度、空氣壓力、灰塵和薄膜拉伸方向不敏感，運行可靠，安裝簡便的優點。

附圖說明

圖1是背景技術中傳統紅外線測厚方法原理圖，圖2是本發明測量薄膜厚度方法的原理圖，圖3是信號運算和處理單元獲取薄膜厚度信息的原理圖，圖4是3.1μm的光脈沖信號示意圖，圖5是3.4μm的光脈沖信號示意圖，圖6是信號運算和處理單元提取出的光信號示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式為：

吸收光LED2在光源調制電路1的控制下輸出波長3.4μm的光脈沖，參比光LED3在光源調制電路1的控制下后輸出波長3.1μm的光脈沖，所述兩路不同波長的光同時打在薄膜4的同一位置上，透過薄膜4的兩路光由PbSe傳感器5吸收并輸出電壓信號，信號運算和處理單元6在光源調制電路1輸出的同步控制信號的控制下接收所述電壓信號，信號運算和處理單元6根據接收的電壓信號獲取薄膜4的厚度信息。信號運算和處理單元6將所述厚度信息輸出給厚度顯示儀7顯示。