[實用新型]全自動光學測厚儀

有效

• 申請號: 201120503590.1
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN202403671U
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: 許鏡明;張鵬;張蜀曉;嚴家榮;陳啟祿;唐成
• 申請（專利權）人: 成都中科唯實儀器有限責任公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 曾永珠

技術領域

本實用新型涉及一種光學測厚儀，尤其涉及一種測量準確、數據精確的全自動光學測厚儀。

背景技術

光學測厚儀是利用光學監控技術對物件厚度進行檢測的儀器，其前端裝置為模擬信號采集裝置，其作用是將物件的厚度變化轉換為光學領域的反射/透射率(即反射率或透射率)的變化，通過后端的數據處理后檢測出物件的厚度值。

以光學零件真空鍍膜系統為例，對膜層厚度的監控主要分為兩種，第一種是石英晶體監控技術，第二種是光學監控技術。其中，石英晶體監控技術的成本較高，所以最普遍的監控方法還是光學監控。

光學監控主要采用的方法是極值法，簡言之，當膜層厚度變化時，其反射率或透射率也會隨之發生變化，反射率或透射率出現極大值或極小值時，就意味著光學厚度達到監控波長1/4的整倍數。

目前，市面上的光學測厚儀在實際操作時，是根據測量儀器指針的偏轉來判斷相應的極值點，極值點出現后人工關閉蒸發源擋板，蒸鍍停止。因此傳統的光學測厚儀，對極值點進行捕獲的整個控制過程都由人眼觀察和手工操作，所以必須要求操作者工作時精神高度集中，這樣，不可避免地就會引入人為主觀性和經驗性因素的影響；而且由于在極值點附近，反射光強度信號對薄膜厚度變化率會降低，操作者想要及時準確地判斷極值點就更加的困難。由于一個光學元件的鍍膜層數往往有數層到數十層之多，如太過依賴操作人員的主觀判別，那么稍不留意就可能出現廢品。

綜上，現有光學測厚儀不僅極大地增加了鍍膜操作人員的工作強度，而且很難保證測量的準確性和精確性，從而很難保證鍍膜等工藝的質量。

發明內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種測量準確的全自動光學測厚儀。

為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

本實用新型包括模擬信號采集裝置、模擬信號預處理電路、A/D轉換電路、中央處理器和顯示器，所述模擬信號采集裝置的信號輸出端與所述模擬信號預處理電路的信號輸入端連接，所述模擬信號預處理電路的信號輸出端與所述A/D轉換電路的信號輸入端連接，所述A/D轉換電路的信號輸出端與所述中央處理器的折射/透射率數據信號輸入端連接，所述中央處理器的視頻信號輸出端與所述顯示器的信號輸入端連接。

模擬信號采集裝置將物件的厚度變化轉換為光學領域的反射/透射率的變化，并將此模擬信號傳輸給模擬信號預處理電路進行放大、濾波等預處理，然后輸出準確且被放大的模擬信號，該模擬信號經A/D轉換電路能夠模/數轉換后得到數字信號即折射/透射率數據信號，折射/透射率數據信號經過中央處理器的運算、對比、判斷等處理后得到最終的折射/透射率值、折射/透射率趨勢線以及極值數量，這些信息通過顯示器顯示出來，讓工作人員一目了然。

具體地，所述模擬信號預處理電路包括主信號放大電路、主帶通濾波電路、參考信號放大電路、參考帶通濾波電路、相位調節電路、同向檢波電路、總濾波電路和直流放大電路；所述主信號放大電路的輸入端與所述模擬信號采集裝置的模擬主信號輸出端連接，所述主信號放大電路的輸出端與所述主帶通濾波電路的信號輸入端連接，所述參考信號放大電路的輸入端與所述模擬信號采集裝置的模擬參考信號輸出端連接，所述參考信號放大電路的輸出端與所述參考帶通濾波電路的信號輸入端連接，所述參考帶通濾波電路的信號輸出端與所述相位調節電路的信號輸入端連接，所述主帶通濾波電路的信號輸出端和所述相位調節電路的信號輸出端與所述同向檢波電路的兩個信號輸入端對應連接，所述同向檢波電路的信號輸出端與所述總濾波電路的信號輸入端連接，所述總濾波電路的信號輸出端與所述直流放大電路的信號輸入端連接，所述直流放大電路的信號輸出端與所述A/D轉換電路的信號輸入端連接。

所述顯示器為反顯LCD。傳統的光學測厚儀多采用LED顯示器，不但顯示的內容不多，而且顯示內容不精確，也不能顯示折射/透射率趨勢線。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型結合了模/數轉換、數字信號在中央控制器中的運算、比較、判斷等軟處理以及LCD顯示，測量準確、數據精確，結果穩定、可靠，效率遠遠高于傳統人工判斷極值的方式。

附圖說明

圖1是本實用新型全自動光學測厚儀的結構框圖；

圖2是本實用新型全自動光學測厚儀的模擬信號預處理電路的結構框圖；

圖3是本實用新型全自動光學測厚儀的折射/透射率數據處理方法的流程圖；

圖4是本實用新型全自動光學測厚儀的反顯LCD面板內容示意圖。

具體實施方式