[實用新型]一種非接觸測量光學透鏡中心厚度的測量裝置

有效

• 申請號: 201220478663.0
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN202748008U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 周樑成
• 申請（專利權）人: 佛山華國光學器材有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 佛山東平知識產權事務所(普通合伙) 44307
• 代理人: 詹仲國

技術領域

本實用新型涉及一種非接觸光學測量領域，具體是一種非接觸測量光學透鏡中心厚度的測量裝置。

背景技術

目前非接觸式的光學零件(透鏡)中心厚度的測量方法，主要有光度型（機械掃描型）和光譜型。如專利EP0248552A1公開了一種由斜入射的激光器，測量平板透明材料的厚度，以及專利CN1132348A中改進其光偏轉機構，此類設備僅僅用于平板零件的厚度的檢測，不能檢測平凹、平凸、凹凸等光學零件以及距離；專利JP5018716（A）公開了一種基于掃描物鏡的零件幾何厚度的測量方法，由于機械掃描的應用，速度慢，不適用于在線快速測量。此外還有大家公知的利用干涉進行非接觸測量的，該類方法通過判讀干涉圖，獲得被測零件的幾何參數信息，該類方法極易受到環境因素的影響，比如振動等，且光路復雜。

發明內容

本實用新型的目的就是為了解決現有技術之不足而提供的一種能克服現有技術存在的速度慢，測量動態范圍小，成本昂貴，不適用于在線快速測量的問題的非接觸測量光學透鏡中心厚度的測量裝置。

本實用新型是采用如下技術解決方案來實現上述目的：一種非接觸測量光學透鏡中心厚度的測量裝置，其特征在于，包括光源、測量組件一、測量組件二、光譜儀和計算控制單元，測量組件一包括依次設置在光軸上的聚焦系統、通孔組件一、分光鏡、色散鏡頭和待測零件，測量組件二包括通孔組件二和傳導光纖，通孔組件二和通孔組件一相對于分光鏡對稱，傳導光纖連接光譜儀，計算控制單元和光譜儀連接，讀取光譜儀信號，加以分析，反演出待測零件厚度。

作為上述方案的進一步說明，所述光源的光經設置在光軸上的聚焦系統會聚在通孔組件一上，經過通孔組件一的光進入色散鏡頭，分成不同波長的光，匯聚在光軸上不同的點，最長波長和最短波長的會聚點之間的距離為厚度的測量范圍，待測零件放置在該測量范圍之間。

所述聚焦系統采用凸透鏡。

所述分光鏡傾斜設置在通孔組件一和分光鏡之間，通孔組件二設置在分光鏡的上方。

本實用新型采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是：

1、本實用新型摒棄了機械物鏡掃描的方法，穩定性好，比機械掃描類儀器速度快，適合快速在線測量。

2、本實用新型在測量過程中，不需要接觸零件表面，不會劃傷以及污染待測零件表面。

3、儀器結構簡單，容易加工，適用于工廠現場環境。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為光譜儀信號示意圖；

圖3為零件中心厚度反演示意圖；

圖4為本實用新型測量凸面零件中心厚度示意圖；

圖5為本實用新型測量凹面零件中心厚度示意圖。

附圖標記說明：1、光源??2、光譜儀??3、計算控制單元??4、聚焦系統??5、通孔組件一??6、分光鏡??7、色散鏡頭??8、待測零件??9、通孔組件二??10、傳導光纖?。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型一種非接觸測量光學透鏡中心厚度的測量裝置，包括光源1、測量組件一、測量組件二、光譜儀2和計算控制單元3，測量組件一包括依次設置在光軸上的聚焦系統4、通孔組件一5、分光鏡6、色散鏡頭7和待測零件8，聚焦系統4一般采用凸透鏡，測量組件二包括通孔組件二9和傳導光纖10，通孔組件二9和通孔組件一5相對于分光鏡6對稱，分光鏡6傾斜設置在通孔組件一5和分光鏡6之間，通孔組件二9設置在分光鏡6的上方。傳導光纖10連接光譜儀2，計算控制單元3和光譜儀2連接，讀取光譜儀信號，加以分析，反演出待測零件厚度。

其工作原理如下：光源發出的光經過聚焦系統會聚在通孔組件一上，通孔組件一發出的光經過色散鏡頭，分成不同波長的光，匯聚在光軸上不同的點，最長波長和最短波長的會聚點之間的距離決定了厚度的測量范圍，待測零件放置在該測量范圍之間，零件的前后表面分別對應波長A和波長B的會聚點A1?和B1，根據反射定律，這兩個波長的光原路返回色散鏡頭（而其它波長的光只有部分返回），到達分光鏡反射到通孔組件二，經過傳導光纖進入光譜儀，顯然到達光譜儀中信號，只有波長A和波長B信號最強，其它波長的光沒有反射回來，光強弱，光強示意圖如圖2所示。顯然根據光譜儀上各個波長光強的大小，可以確定找待測零件的前后表面。圖3給出的是色散鏡頭的色散曲線，即不同波長對應的距離，在光譜儀上找到峰值后，在色散曲線上找到對應的色散距離，結合待測零件的材料折射率，運用計算控制單元反演出待測零件的厚度。

實施例1