[發明專利]一種微小物體尺寸檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202110094703.5
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112902852A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 許永童;謝勇;馬路明;黃春志;田敏
• 申請（專利權）人: 上海蘭寶傳感科技股份有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

1.一種微小物體尺寸檢測裝置，用于測量絲狀被測物體的寬度；其特征在于包括：

激光發射器，用于發射平行光束；

接收器，具有感光陣列，用于接收平行光束經過被測物體后形成的衍射圖像；

夾具，設置在激光發射器以及接收器之間，用于夾持所述被測物體；

間距調節機構，分別與所述接收器以及所述夾具連接，用于調節感光陣列與被測物體的間距；

控制模塊，分別與所述接收器以及所述間距調節機構電性連接，用于接收所述感光陣列接收的衍射圖像并控制所述間距調節機構；

所述控制模塊被配置為：統計所述衍射圖像中的條紋間距，當條紋間距過小時控制所述間距調節機構增大所述感光陣列與所述被測物體的間距，并在條紋間距過大時控制所述間距調節機構減小所述感光陣列與所述被測物體的間距；當條紋間距符合要求時，根據所述感光陣列與所述被測物體的間距、所述平行光束的波長以及所述衍射圖像中的條紋信息計算被測物體的寬度。

2.根據權利要求1所述的一種微小物體尺寸檢測裝置，其特征在于，統計條紋間距的過程中，采用條紋寬度對應的像素數目表示條紋間距。

3.根據權利要求2所述的一種微小物體尺寸檢測裝置，其特征在于，所述條紋間距的要求為：條紋間距在10至40個像素的范圍內。

4.根據權利要求1所述的一種微小物體尺寸檢測裝置，其特征在于，所述感光陣列為線陣感光傳感器，其朝向所述激光發射器，并且像素排列方向與被測物體的長度方向垂直。

5.根據權利要求1所述的一種微小物體尺寸檢測裝置，其特征在于，所述感光陣列與所述被測物體的間距L與所述被測物體的寬度d之間的比值大于100。

6.根據權利要求1所述的一種微小物體尺寸檢測裝置，其特征在于，被測物體通過夾具固定設置在所述激光發射器與所述接收器之間。

7.一種采用權利要求1至6中任意所述微小物體尺寸檢測裝置的微小物體尺寸檢測方法，其包括以下步驟：

(S1)調整并讀取接收器的位置；

(S2)調整并讀取夾具的位置；

(S3)通過接收器的感光陣列獲取衍射圖像；

(S4)確定衍射圖像的中心；

(S5)統計衍射圖像中心附近的衍射條紋間距，

(S6)判斷條紋間距是否符合要求，若不符合要求，確定感光陣列與被測物體的間距L的調整位移量，并跳轉至步驟(S1)；

(S7)對衍射圖像中的條紋進行統計，得到條紋信息；

(S8)根據條紋信息、間距L以及平行光束的波長λ計算被測物體的寬度d。

8.根據權利要求7所述的一種微小物體尺寸檢測方法，其特征在于，在上述步驟(S7)中對干涉圖像中的干涉條紋做傅里葉變換，得到本征空間頻率v作為條紋信息；并在步驟(S8)中采用公式d＝Lvλ計算被測物體的寬度d；其中L為感光陣列與被測物體的間距，λ為平行光束的波長。

9.根據權利要求7所述的一種微小物體尺寸檢測方法，其特征在于，步驟(S7)中對干涉圖像中心附近的條紋寬度求平均值δ，并將其作為條紋信息；在步驟(S8)中采用公式計算被測物體的寬度d；其中L為感光陣列與被測物體的間距，λ為平行光束的波長。