[發明專利]計量型數字圖像平面等厚干涉儀及采用其測量物體表面平面度的方法

無效

• 申請號: 201210055625.9
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102589415A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 趙艷;田勇;路瑞軍;胡建華;侯明鋒
• 申請（專利權）人: 天津市計量監督檢測科學研究院
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01B11/30
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于測量儀器及測量方法領域，提供了一種計量型數字圖像平面等厚干涉儀及采用該干涉儀對物體表面平面度進行測量的方法。

背景技術

平面等厚干涉儀是與標準平晶共同組成計量系統對物體表面平面度進行測量的儀器?，F有平面等厚干涉儀是一種光機型儀器，采用光學放大的原理，目視讀數、手工記錄，檢定結果要靠人工進行大量的數學計算，因此測量過程復雜、檢定速度慢、工作效率低、而且檢定結果受檢定人員的主觀影響較大。對于平面度這樣需要高精度量化的指標來說，任何誤差或影響都可能使測量結果失去意義。在現有光學平面等厚干涉儀的使用過程中，由于設備的頻繁使用，部分期間老化、污染，造成干涉圖像模糊，使檢定人員的工作強度增大，這進一步提升了測量結果失敗的可能性。與此同時，CCD攝像和計算機圖形處理技術得到了日益快速的發展，在國內外也有了用上述兩種技術來分析、處理等傾干涉條紋的研究。但是由于等厚干涉條紋圖像處理要涉及到圖像的跟蹤和判別，因此該技術還未應用于等厚干涉測量領域。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種測量過程簡單、檢定速度快、檢定效率和精度高、檢定人員工作強度低的計量型數字圖像平面等厚干涉儀，并提供一種采用此種干涉儀對物體表面平面度進行測量的方法。

本發明的目的是提供一種計量型數字圖像平面等厚干涉儀，包括光學平面等厚干涉儀，還包括CCD攝像模塊、圖像采集模塊和軟件處理模塊，所述CCD攝像模塊為設在所述光學平面等厚干涉儀目鏡處的CCD圖像傳感器，還包括作為上位機的計算機，所述圖像采集模塊為安裝在所述計算機中的圖像采集卡，所述CCD圖像傳感器連接至所述圖像采集卡，所述軟件處理模塊為安裝在所述計算機中、接收所述圖像采集卡采集到的圖像信號并對其進行處理、最終計算得出待測物體表面平面度值的軟件。

該計量型數字圖像平面等厚干涉儀還可以采用如下技術方案：

所述CCD圖像傳感器為CCD攝像機。

所述軟件處理模塊包括圖像接收模塊、圖像截取模塊、圖像處理模塊和平面度檢定模塊。

所述軟件處理模塊還包括打印輸出模塊。

還包括連接至所述計算機、用于打印輸出采集的圖像和平面度計算數據的打印機。

本發明的另一個目的是提供一種采用上述計量型數字圖像平面等厚干涉儀對物體表面平面度進行測量的方法，包括：

(1)打開儀器電源進行預熱的步驟；

(2)將待測物體放置于平面等厚干涉儀內標準平晶上的步驟；

(3)采用計算機中軟件進行圖像接收的步驟；

(4)調整所述平面等厚干涉儀上的按鈕直至顯示的圖像中干涉條紋位置和數量滿足測量要求的步驟；

(5)圖像截取的步驟；

(6)圖像處理的步驟；

(7)平面度檢定，即計算得出平面度值的步驟；

(8)將所述圖像和平面度檢定值進行屏幕顯示的步驟。

該方法還可以采用如下技術方案：

所述步驟(6)依次包括圖像二值化、邊緣提取、自動識別、像素細分、條紋修補、跟蹤、標記和采樣，最終得到干涉條紋的干涉級數。

還包括將步驟(8)中所述的圖像和平面度檢定值進行打印輸出的步驟。

本發明具有的優點和積極效果是：本發明計量型數字圖像平面等厚干涉儀通過在現有的光學平面等厚干涉儀的目鏡處設置CCD圖像傳感器、設置安裝有圖像采集卡和處理軟件的上位機，將傳統目測讀數、手工記錄和人工計算平面度的測量方式轉換為自動采集、自動計算的方式，實現了平面度檢定過程的自動化和數據處理的微機化，使操作過程變得簡單，提升了檢定速度和工作效率，降低了人工工作強度和檢定人員的主觀意識對測量結果的影響。檢定結果精確可靠。

附圖說明

圖1是本發明中平面等厚干涉儀的硬件結構示意圖；

圖2是本發明的系統框圖；

圖3是本發明中測量物體表面平面度方法的流程圖；

圖4是本發明中圖像處理的結果及參數取定方法的示意圖。

圖中：1、光學平面等厚干涉儀；2、CCD圖像傳感器；3、計算機；4、打印機；5、CCD攝像模塊；6、圖像采集模塊；7、軟件處理模塊；8、圖像接收；9、圖像截??；10、圖像處理；11、平面度檢定。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：