[發明專利]金屬薄板印刷涂層的濕膜厚度差分測量及均勻性評估方法

有效

• 申請號: 201510073877.8
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104613883B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 邱自學;陸觀;萬莉平;袁江;邵建新;張軍
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01N21/86
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明涉及金屬薄板涂層濕膜厚度測量的技術領域，具體涉及一種金屬薄板印刷涂層的濕膜厚度差分測量及均勻性評估方法。

背景技術

金屬薄板印刷工藝過程中，涂布是必不可少的步驟，而涂層厚度是影響涂布質量的重要因素之一，太厚、太薄或厚薄不均勻都會對附著力、抗沖擊性和涂層表面硬度產生影響，因此對涂層厚度的檢測尤為重要。

金屬薄板印刷行業中常采用的檢測方法為烘干后稱重估算法，即在涂布完成后將金屬薄板送入烘房，待涂層干透以后裁剪樣板對其進行稱重測量，以單位面積上的涂層質量來估算涂層的平均厚度，這種方法測量準確度不高，存在滯后性，且烘干后的涂層難以去除，若厚度不達標，易造成浪費。近年來，隨著膜厚測量技術的快速發展，出現了一些其它測量方法，主要可分為接觸式和非接觸式兩種，其中接觸式測量方法是以機械式測量和超聲波測量為主，這種接觸式測量方法不能滿足金屬薄板印刷涂層濕膜的厚度測量；非接觸式測量有射線式、渦流式、電容式、激光式等測量方法，其中激光測厚方法由于其測量精度高、穩定性好、無污染等優點被廣泛應用，但目前采用激光雙測頭實現涂鍍層高精度測量的方法大都為單點數據采集，即僅僅完成厚度測量的工作，例如專利《一種鋰電池薄膜微位移測厚方法》(CN 103148790 A)中公開了一種采用雙激光傳感器測厚的測量原理和后續的相關數據處理方法，提到了對測量數據的去噪、濾波等處理，未涉及均勻性評估等技術方法；又如專利《板材板厚的激光測量裝置》(CN 102706286 A)公開了一種采用上、下激光傳感器進行板材板厚連續測量的裝置，也未述及根據實際測量結果估算整個板材表面厚度情況的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種金屬薄板印刷涂層濕膜厚度差分測量及均勻性評估方法，以方便的對金屬薄板印刷涂層濕膜厚度進行檢測及均勻性評估。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種金屬薄板印刷涂層濕膜厚度差分測量及均勻性評估方法，采用激光雙測頭差分測厚技術，其測量如下：

設上、下激光測頭之間的距離固定為W，涂布前，將金屬薄板置于垂直于激光束方向的測厚平臺上，以定位元件將其在X、Y方向上加以定位，由激光雙測頭分別測出距金屬薄板上、下表面的距離h₁和h₂；將涂布后的該金屬薄板置于測厚平臺的相同位置，考慮到整個金屬薄板表面存在一定的翹曲，假設由于擺放原因，測點處較涂布前在激光束方向上向上發生微小位移ε，測得上、下激光測頭的測量值分別為h₁’和h₂’，設涂層濕膜厚度為H，根據幾何關系得：

h₁′＝h₁-ε-H

h₂′＝h₂+ε

由以上兩式，可得出涂層濕膜的厚度H為：

H＝(h₁+h₂)-(h₁′+h₂′)

從上式可以看出，在保證激光雙測頭之間的距離W不變的前提下，涂層濕膜厚度值H的大小只與激光雙測頭前后兩次的測量值有關，這從原理上消除了金屬薄板Z向位置變化和平臺振動等對測量結果的影響，因此，使得該差分測量方法定點測量的精度主要取決于激光測頭的精度；又因為金屬薄板表面涂層濕膜厚度具有連續性，所以只要保證涂布前后測點位置對應，該差分測量方法即可運用到動態測量中進行涂層濕膜厚度測量，進而進行厚度均勻性評估。

作為優化：具體包括如下步驟：

步驟1：金屬薄板涂布前后的測量：

步驟1.1：被測件金屬薄板印刷涂布前，將其置于沿X向開有若干測量槽的測厚平臺上，以定位元件將其在X、Y方向上加以定位；激光雙測頭固定于Y向掃描測厚機構上，分別位于金屬薄板的上、下兩側；

步驟1.2：測量開始時，系統控制測厚平臺沿X向勻速運動，上、下激光測頭采集數據，分別記作h₁(i)和h₂(i)，其中i為測點數，i＝1,2,3,……,n，n為每條槽的最大測點數；當一條槽測量完畢，系統自動控制X向測厚平臺停止運動，雙測頭停止采集，啟動Y向掃描測厚機構移動一定距離，進入下一個測量槽進行測量，如此循環，直至采集完所有測量槽處的數據；測量結束后，將數據保存在指定路徑下；