[发明专利]一种复合膜厚度在线测量系统

说明书

本发明提供一种复合膜厚度在线测量系统，能够实时、高精度的获取复合膜同一探测区域的各层厚度。其中复合膜包括不透明基底层和透明涂层。通过激光三角法测量模块获取不透明基底的厚度参数，通过红外测量模块获取透明涂层的厚度参数，两个测量模块共用主要光路通道，保证内部结构紧凑；同时把两个测量模块的被测区域限定在同一位置处，实现复合膜同一区域参数的同时、高精度、在线测量。

技术领域

本发明涉及一种复合膜厚度测量系统，具体涉及一种复合膜厚度在线测量系统，属于工业测量领域。

背景技术

在膜类产品的制备过程中，其中如厚度、克重等参数是影响产品性能的参数指标。传统的测量仪器，有采用X射线、β射线的射线类测量方式，也有采用涡流或者超声波的测量方式。在光学领域，有利用激光三角法测量薄膜厚度，也有利用红外吸收原理进行厚度测量的仪器。

但上述测量仪器均存在一定的缺陷：射线类仪器的稳定性好，精度高，适用范围大，但是其放射源处理复杂，存在安全隐患，且无法同时区分复合膜的多种组分参数。而利用电涡流原理的仪器则要求测量对象有一定的导电性，同时，其与利用超声波原理进行测量的设备都普遍存在精度低、测量时间长的问题。而利用激光测距仪器只能测量不透明的物体，同时无法获取复合膜的多层参数信息。传统的红外吸收测厚设备，虽然具有同时测量复合膜多层参数的能力，但是也仅限于部分有机物对象的测量，对于一些不吸收或吸收较大的成分，亦无法高精度测量，因而其应用也受到较大的限制。

膜类产品的制造技术在不断地进步，成分较为简单的复合膜的参数测量问题可以通过上述传统测量仪器得到解决，但是对于成分复杂的测量对象，一些有机和无机结合的特种膜，如含有涂层的功能性复合薄膜，则遇到较大的问题。目前红外吸收技术所使用的红外探测光无法透过无机膜和金属膜，而激光三角法对于有一定透射性的有机膜测量，又无法提供满意的测量结果，也无法获取其复杂成分的参数信息。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种复合膜厚度在线测量系统，能够实时、高精度的获取复合膜同一探测区域的各层厚度。

所述复合膜包括不透明基底层和透明涂层；所述的复合膜厚度在线测量系统包括：激光三角法测量模块、红外测量模块以及处理模块；其中所述红外测量模块设置在所述复合膜透明涂层所在侧，用于测量透明涂层的厚度；所述激光三角法测量模块用于测量不透明基底层的厚度。

所述激光三角法测量模块和红外测量模块对准待测量的复合膜的同一位置，测量所述复合膜同一位置处的透明涂层和不透明基底层的厚度。

2、如权利要求1所述的复合膜厚度在线测量系统，其特征在于，涂层-不透明基底层-透明涂层复合膜时：在所述多层膜的两侧各设置一套包括激光三角法测量模块和红外测量模块的测量单元，两个测量单元对准待测量的复合膜的同一位置。

当所述复合膜为透明涂层-不透明基底层复合膜时：在透明涂层所在侧布置由激光三角法测量模块和红外测量模块组成的测量单元，在不透明基底层所在侧仅布置由激光三角法测量模块组成的测量单元；两个测量单元对准待测量的复合膜的同一位置。

所述红外测量模块包括：用于发出设定波段红外光的红外光源；用于将所述红外光调整为准直光束的光束调整装置；用于将所述准直光束筛选为测量光束的波长筛选装置，所述测量光束仅包含透明涂层吸收波段和设定的参考波段；用于将所述测量光束分成参考光路和测量光路的分束装置；用于收集参考光路的光束并投射在探测器A上的光束收集装置A，所述探测器A用于获得参考光路的光强，并发送给处理模块；用于收集透过透明涂层后依次被所述不透明基底和分束装置反射后的测量光路光束，并投射在探测器B上的光束收集装置B,所述探测器B用于获得测量光路的光强，并发送给处理模块；所述处理模块依据所接收到的参考光路的光强和测量光路的光强计算得到透明涂层的厚度。