[其他]透明板材厚度在線檢測裝置

無效

• 申請號: 86100245
• 申請日: 1986-01-08
• 公開（公告）號: CN86100245A
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發明（設計）人: 任明善
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 于乃旬

本發明屬于光學測試技術，按照國際專利分類法屬于G01B小類。

在本發明之前，我國浮法玻璃生產線上的厚度檢測是采用手工方法，用的工具是千分尺。在薄膜生產線上的厚度檢測是利用透射光強實現的，這種方法要求有一塊標準的參考薄膜，并且要求參考薄膜與被測薄膜的材料完全相同（見《應用激光聯刊》第4卷，第3期，第15-18頁;《塑料膜厚的激光測定》，1985年）。當被測薄膜的材料改變時，參考薄膜也必須更換。這一方法雖然用的是激光，但未利用激光的高度相干性這一優點。該法只能測定薄膜和紙張一類吸收系數較大的薄片形物體的厚度。由于玻璃的吸收系數很小，上述方法不能應用于浮法玻璃生產線上的在線檢測。

本發明的目的是解決浮法玻璃生產中的厚度在線檢測問題。

本發明的基本原理是利用激光的相干性好，亮度高和發散角小的特點，把激光束分為兩束，一束穿過被測透明板材，另一束不穿過，兩束光會集后，即發生干涉現象，當透明板材的厚度變化時，干涉條紋就移動，測出干涉條紋的移動數和移動方向，就能知道板材厚度的變化量（代數量）。若使用氦氖激光器，對于玻璃而言，每移動一個條紋，玻璃的厚度變化約為1.26μm。若要測量透明板材的絕對厚度，可以將光線方向適當改變一下，板材的厚度D可由公式

D＝CK

求出，其中K是激光方向改變時干涉條紋移動的數目，C是一個常數，可由實驗確定。

本發明由三部分構成。支架部分包括一塊水平放置的底板（2），底板上固定著一根立柱（3），立柱上又有一根水平橫梁（6），橫梁上有一個滾珠軸承（7），滾珠軸承同一塊光學底板（8）固連在一起;橫梁上還固連著兩塊拐角形物塊，每塊物塊上有一個孔，有一根軸穿過兩物塊上的孔，軸的一端固連著一個偏心輪（5），軸的另一端連接著一根搖桿（4）;當用手搖動搖桿時，由于偏心輪的作用，光學底板將繞橫梁擺動。光學部分由裝在光學底板上的光學元件組成，包括一個激光器（10），兩個分束鏡（9和14），三個全反鏡（11、13和16），和一個光電探測器（12）。光學底板大致上垂直于水平面。如圖2所示，光學底板上有一個長方形的大缺口，被測板材沿水平方向通過這個缺口。從激光器發出的激光經分束鏡9分為兩束，其中一束經全反鏡11反射后到達分束鏡14，另一束經全反鏡13反射，穿過待測板材后也到達分束鏡14，兩束光相遇發生干涉后，再經全反鏡16反射后，穿過透鏡（15）使像放大，最后進入光電探測器（12），光電探測器內有兩個光電元件，它們之間的相位相差π/2。電路部分由圖3所示，由光電探測器（12）、光電訊號處理轉換單元（17）、交流放大器（18）、成形電路（19）、邏輯線路（20）、計算機（21）和顯示器（22）串聯而成。光電探測器將光訊號變為電訊號后，送入光電訊號處理轉換單元進行濾波并確定相位差，再經交流放大器放大后，進入成形電路變成方波，再送入邏輯電路便可確定條紋移動的方向和數目。一般情況，可讓條紋正向移動對應于被測透明板材變厚，條紋負向移動對應于板材變薄。計算機則完成可逆計數、數據處理、定時打印和訊號存儲等功能，顯示器可將透明板材的厚度或其變化的計算結果直接顯示出來。根據顯示結果，可以由人工調節厚度，也可將計算結果輸入自動控制系統進行厚度自動調節。

本發明可用以測量透明板材的厚度變化和絕對厚度的在線檢測和顯示。若使用氦氖激光器，對于厚度在3mm以上的透明板材，本發明都可適用。

附圖說明。圖1是支架部分，圖2是光學部分，圖3是電路部分的方框圖。圖中1是振動隔離器，2是底板，3是立柱，4是搖桿，5是偏心輪，6是橫梁，7是滾珠軸承，8是光學底板，9和14是分束鏡，10是激光器，11、13和16是全反鏡，12是光電探測器，15是凸透鏡，17是光電訊號處理單元，18是交流放大器，19是成形電路，20是邏輯電路，21是計算機，22是顯示器。

實施例。本發明用于浮法玻璃生產的在線檢測時，光學底板的材料可以是鋼或鑄鐵，其尺寸可以是400×700mm²，缺口尺寸可以是200×300mm²，立柱的高度應不小于1.5m，直徑應不小于150mm，橫梁直徑應不小于40mm;偏心輪的材料可以是玻璃鋼，其直徑約為250mm，偏心軸與輪心距離可以是30mm;振動隔離器（1）可以是硬橡皮，激光器可以是氦氖激光器，其功率可以是2至4mW，各分束鏡的透射率應為50%，各全反鏡的反射率應大于99.5%，透鏡的焦距約為10mm，透鏡到光電探測器的距離不小于500mm。