[發明專利]一種自適應調節腔長的多表面干涉測量方法

有效

• 申請號: 202110099724.6
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112880981B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 常林;何婷婷;于瀛潔;閆恪濤;王陳;徐瞿磊;孫濤
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種自適應調節腔長的多表面干涉測量方法，其特征在于：通過對可移動夾具、運動系統和導軌系統進行結合，使得被測件通過可移動夾具的調整架進行夾持時，通過夾具部件對被測件的夾緊，并通過運動系統和導軌系統對被測件的腔長進行自適應調整，從而獲取被測件腔長值；采用的硬件部分主要包括可移動夾具、運動系統和導軌系統；采用的測量算法實現部分包括輸入的寫入、所需腔長值的計算和位置的移動、干涉圖的采集和初始相位的解調；

在硬件部分的可移動夾具包括上夾具架體(1)、安裝螺柱(2)、上夾具縱貫螺紋孔(3)、下夾具架體(4)、V形凸起(5)、電機架安裝孔(6)、下夾具縱貫螺紋孔(7)、電機架(8)、壓緊單元；

硬件部分的運動系統包括電機(9)、PLC、開關電源、測距傳感器、人機界面以及各部分用于能源供應及數據傳輸的連接線；

硬件部分的導軌系統包括導軌(11)和齒條(12)；

導軌(11)兩側開有凹槽，分別與下夾具架體(4)內部兩側的V型凸起(5)進行卡緊和安裝；在導軌(11)上部中空的部分，插入有齒條(12)，插入后可以在兩側進行焊接使之固連；在遠離干涉儀的一端放置有涂抹消光材料的鋼板，該鋼板的縱向高度高于測距傳感器的安裝高度，鋼板底端與導軌(11)通過焊接固連；導軌(11)的長度設置為至少300mm；

測量算法實現部分通過以下方式進行：

通過人機界面輸入當前被測件的折射率和平均厚度，所針對的被測件厚度為5～40mm，被測件平均厚度通過螺旋測微器或其他測量工具進行測量，人機界面將當前被測件的折射率和平均厚度這兩個數據傳輸到PLC中，通過PLC進行計算，計算過程表示為：

在PLC中所寫入的待計算的腔長系數，即干涉腔長與被測件厚度光程的比值，所述被測件厚度光程為被測件平均厚度與折射率之積，考慮到實際測量需求，腔長系數設置為50，通過腔長系數該值的輸入，計算出此時能夠滿足腔長系數為50時應設置的腔長值，因測距傳感器所測量的是導軌(11)上遠離干涉儀的一端，以導軌總長度減去該值，即為當前的反向腔長值；然后將計算得到的結果以反向腔長值輸出到電機(9)，所述反向腔長值為導軌長度減去設置的腔長值的差值，電機(9)進行運動的同時使用測距傳感器進行當前距離的檢測，并且，當測距傳感器輸出當前距離值與所設置的反向腔長值相同后，測距傳感器停止發送脈沖信號，電機(9)停止運動，判斷為到達所需位置；而后通過干涉儀進行被測件干涉圖的采集。

2.根據權利要求1所述自適應調節腔長的多表面干涉測量方法，其特征在于：可移動夾具部分的壓緊單元包括上壓緊頭內管(13)、上壓緊頭外管(14)、下壓緊頭鋼管(15)、壓緊頭(16)；所述上壓緊頭內管(13)一側為中空的孔，內部開有內螺紋，與上夾具架體(1)內部的上方的安裝螺柱(2)進行螺紋連接；所述上壓緊頭內管(13)另一側為一環形凸起薄片，外罩上壓緊頭外管(14)；所述上壓緊頭外管(14)一側有向內凸起的環形薄片，卡在上壓緊頭內管外側凸起薄片的上部，所述上壓緊頭外管(14)另一側為一圓形孔，內部開有內螺紋，與壓緊頭(16)相應側的外螺紋進行螺紋連接；所述壓緊頭(16)一端為圓柱形凸起，該凸起外部加工有外螺紋，與上壓緊頭外管(14)開有內螺紋孔的一側進行螺紋連接以固連；所述壓緊頭(16)另外一側為一帶有弧形的扁形板體，該板體的外側粘貼有橡膠以實現對被測件的壓緊；下壓緊頭鋼管(15)安裝在上夾具架體(1)的下方的安裝螺柱(2)上，下壓緊頭鋼管(15)一端為較細的中空圓柱，下壓緊頭鋼管(15)另一端為較粗的中空圓柱，并通過螺紋連接安裝壓緊頭(16)，下壓緊頭鋼管(15)的兩端圓柱內部均開有內螺紋。