[发明专利]一种变基准面凹坑深度测量方法

说明书

本发明公开了一种变基准面微小凹坑深度测量方法。其步骤为：单束激光束以每次n度沿半圆形轨道对位于圆心的待测凹坑扫描，将每一次扫描得到的数据构成一个等距图；如果等距图不封闭，则利用算法舍弃无效值，选取新的有效值，构成封闭的等距图；如果等距图封闭，则利用算法得到待测凹坑的上基准面和下基准面，两者的差值即此次扫描下待测凹坑的深度Δδ₁，最终比较180/n次的深度值，其中最大值即为实际凹坑深度。该测量方法能够进行多重基准面的选取，并进行测量值比较，使得凹坑基准面选取更为精确；采用非接触式测量，对于一些难以接触的凹坑也可以进行测量；对于撕裂、穿透等特殊情况也能进行测量；即使是野外也能使用；操作简易快捷，省时省力。

技术领域

本发明属于一种深度测量方法，具体涉及一种变基准面凹坑深度测量方法，特别用于工业生产中材料表面凹坑尤其是抗弹材料表面多发弹弹坑深度的测量。

背景技术

在工业生产中，一些生产出来的材料表面会出现凹坑等缺陷，根据产品质量检验要求，通常需要检测这些凹坑的深度。在一些其它场合中，如进行某些材料的抗弹性实验，在靶试实验完成后，需要对弹坑尤其是多发弹的弹坑进行深度测量。因此研究凹坑的测量方法是有必要的。目前测量凹坑深度尺寸的方法有游标卡尺测量和深度测量仪测量。在使用游标卡尺直接测量时很难保证卡尺本身与被测基准面是相互垂直的，从而大大影响测量结果的准确性同时也很耗时。而现有的深度测量仪通常是由千分尺、支架及其他相关部件构成，用该种方法测量，支架的摆放位置不同(如图2所示)，即支架摆放在凹坑上时选取的2个接触点不同，测出的深度值也不同，图2中的深度1和深度2就是不同的数值，这样大大影响深度测量的准确度。而且上述两种测量方法都是接触式测量，对于一些难以接触的凹坑通常无法测量。

专利CN 201688822 U公开了一种表面不平度测量仪，包括夹具体和百分表，该测量方法能够快速对凹坑深度进行测量，但在测量多个凹坑深度时，通常基准面是会变化的，该测量方法选定的基准面不够精确，从而影响测量结果。

专利CN 203687843 U公开了一种测量钣金凹坑深度的简易测量仪，包括一上下封闭设置的套筒，筒柄，搭板，测量杆，保护套，挡板，弹簧，该测量方法省时省力，但测量结果的精确度不够高，不能满足实际应用中越来越高的要求。

专利CN 105066952 A公开了激光短距离测距方法，其在激光发射端上固定光导纤维，将激光的传播路径的长度减去光导纤维的长度，获得激光发射端与待测物体之间的距离，这种方法可以进行激光的短距离测距，但是只能测出光源与物体之间的直接距离，无法测出凹坑的深度。

惠梅等人的相移干涉显微术测量表面微观形貌介绍了一种相移干涉显微测量系统，其采用相移干涉与微分干涉相结合来测量纳米图形表面形貌，该测量系统能够准确地重构出纳米表面微观形貌,并给出了定量测量数据，但是该方法过于复杂，且对仪器的使用条件有严格的要求，只能在特定的稳定环境中使用，不能用于野外测量，且深度测量范围相当狭窄。

发明内容

为了克服现有凹坑深度测量方法的不足，如基准面的选取存在多样性造成测量结果多样；一些微小凹坑难以接触测量；某些测量仪器对测量环境要求较高，不能随时测量；测量范围狭窄；激光测量主要用于测量单一目标距离不能进行深度测量；测量结果准确度及精度不高、耗时耗力等问题，本发明提供一种建立在复杂曲面上的无确定基准面的凹坑深度测量方法，该测量方法结合激光测距原理采用非接触式测量，基准面选取精确，使用范围大，大大提高测量结果的准确度及精度，操作简易快捷，省时省力。

本发明的一种变基准面凹坑深度测量方法，包括如下步骤：

(1)单束激光束从0度以每次n度的等间隔沿半圆形轨道对位于半圆形轨道圆心的待测凹坑进行扫描，并将每一次扫描反馈的信号通过激光器内的信号处理单元对其结果进行处理，将每一次扫描得到的数据构成一个等距图，直至扫描到180度，即得到180/n个等距图；

(2)判断得到的等距图上的等距线是否为闭合的环形线；