[实用新型]激光扫描在线测厚装置

说明书

本实用新型涉及一种利用激光扫描进行薄膜厚度的测定及其均匀性描绘的装置。

目前采用可见光或射线穿透法进行测厚的装置都存在着一定问题，前者光线能量弱，需要固定光路、聚焦、且难以排除环境光照的干扰，无法扫描以对厚度分布均匀性全面评价。后者多采用β射线，副射能量发散且有公害，必须采取防护措施。

本发明的目的是为了提供不产生公害，无需防护，不受环境光照影响的可以全面评价产品厚度均匀性的，激光扫描在线测厚装置。

本激光扫描在线测厚装置，由激光电源6、扫描机15、光电转换器测量桥路7、电机扫描控制电路12及带有打印机10、显示器9的微机系统8组成，其特征在于在扫描机15的机身上面装有导轨20，在扫描机15的机身内部装有滑动导轮13、19及可逆电机16，滑动导轮13、19通过传动带17与可逆电机16的传动轮相连接，在导轨20的两侧各装一个霍尔开关传感器14、18，在扫描机15的导轨20上装有底部带有滑动滚珠的滑车5，在滑车5内装有激光电源6，激光电源6的一端通过可伸缩的导线及开关与220V电源相接，其另一端与激光器3的接头连接，滑车5的一端有一个音叉状的支架4，激光器3装在支架4的内上侧，棱镜2装在支架4的内上侧前端，在支架4内下侧的前端装有光电转换器21，并与棱镜2相对应，光电转换器21的接头通过可伸缩的导线与测量桥路7中输入端连接，测量桥路7由光电转换器21、电阻R1－4、稳压电源25组成，其输出与微机系统8的输入通道连接，稳压电源与220V相连，霍尔开关传感器14、18的输出端分别与电机扫描控制电路12中的两个输入端对应连接，控制电路12的输出端与可逆电机16连接，控制电路12的输出触发信号与微机系统8的输入通道连接，控制电路12的电源与220V连接。

以下结合附图对本实用新型的结构特征进一步说明：

图1.是本实用新型的结构示意图。

图2.是光电转换器测量桥路7的结构示意图。

图3.是电机扫描控制电路12的结构示意图。

图4.是本实用新型的结构方框图。其中：激光光源包括激光电源6及激光器3。

图1中的激光电源6采用QJH型氦氖激光器或6800A的半导体激光器。其输出功率在1MW左右即可，应用光学系统分束，一路为主光束用检测薄膜的光电信号，另一路分光束直接转换为光电信号，同时输入微机系统对主光束测量参数进行修正，以消除由于激光光源的波动而引起的误差，提高测量精度。

微机系统8采用8301和6502微处理机。其中包括显示器9、打印机10、多路寄存器、多路转换器、A／D转换器、反馈控制器端口及指示灯，本微机系统装在控制柜11内。霍尔开关传感器14、18及可逆电机16为公知件，扫描机15、滑车5为一般机加工件，可参照附图及结构特征进行制造。

光电转换器测量电路7由光电转器21、电阻R1－4、及稳压电源25组成（如图2所示），其中：光电转换器21由性能相同的光电管23、24组成。以上各件均为公知件，可参照图2进行连接。

电机扫描控制电路12包括：JGX－4F固态继电器27、28、74LS00双四与非门29、稳压电源26、电阻R及稳压管2DW231。以上各件均为公知件，可参照图3进行连接。

在使用时，需使本装置的激光光束22垂直于生产过程的薄膜1的表面（如图1所示）。启动可逆电机16，由传动带17带动滑车5在轨道20上移动，当滑车5移动到霍尔开关传感器14近端时，则发出信号被送到双四与非门29的第12、13输入端，使其8端为高电平，6端为低电平，将固态继电器27导通，使可逆电机16反转，当滑车5走向尔开关传感器18近端时，则发出信号被送到双四与非门29的第1、2端，使其8端为低电平，6端为高电平，固态继电器27关闭，固态继电器28导通，使可逆电机16反向，如此往返形成扫描运动。激光光束22穿过薄膜1，因其光强度被薄膜1吸收，随其厚度而变化，从而取得一系列波动光电信号，经微处理机数据处理，在控置柜的显示器屏幕上，显示出厚度及其分布情况等。最后由打印机将显示内容打印出来，同时微机终端输出反馈控制信号。

由于本装置采用了小型氦氖激光器（或半导体激光器）并运用了上述种种措施不受环境光照等影响、测试数据准确可靠、保证生产现场在线运行、并且不产生公害不需要防护措施、结构简单使用方便。本装置适用于聚酰亚胺薄膜、涤纶基片等性能要求严格薄    膜以及其它透明、半透明的薄膜或板材生产、作在线检测和改善产品质量控制。