[实用新型]激光在线测厚仪

说明书

本实用新型涉及一种激光在线测厚仪，属于智能型激光测距领域。在橡胶、塑料、带钢及PVC等各类板材的生产过程中为了保证产品质量，必须在生产过程中在线测量这些板材厚度。然而，在生产过程中板材前进的速度非常快(可达每秒米以上)。所以，不能用人工方法对这些板材的厚度进行在线测量。本实用新型的目的在于提供一种计算机控制激光在线测厚仪。将被测板放在滚轮上，通过测量激光的反射光宽度来决定板材厚度，具有运行可靠，操作方便的特点。

图1是本实用新型的结构原理图。

图2是本实用新型的一个实施例。

图3是本实用新型的电路原理图。

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细的说明。

参见图1，本实用新型包括一激光器1，激光器1用来产生激光束激光器1的同轴前方配置一狭缝2，狭缝2用来把激光束变为一束光带在激光束反射光路上配置一透镜3，透镜3用来把从板材6反射来的激光聚焦，透镜3后配置一CCD4,CCD4和测量电路的输入端相连接。CCD4用来接收穿过透镜3的激光束；狭缝2透镜3的下方配置一滚轮5，滚轮5的垂线平分入射光束与反射光束形成的夹角，滚轮5用来支撑被测板材6，使板材6在其上运动；板材6为需要被测量的各种板材。

本实用新型是采用三角法测量被测板的厚度。激光器1发出的光线经狭缝2后形成一束光带，并以倾斜45度方向照射在被测目标板材6的表面上，被具有平直边缘的亮带照射后，厚度为H时，在S点产生反射，厚度为h时，在S1点产生反射；通过透镜3它们各成像在图像传感器CCD4的A点和A1点。经过数据处理后，就可以得到A与A1两点之间的距离N。被测板材的厚度变化h即为：

h=COS45N/V

其中V为光学放大倍数。

仪器显示的厚度值为：D=常量+h

参见图2，该实施例是由激光器1，狭缝2，透镜3和CCD4构成的一个探头7，当被测板材具有刚性，不能与滚轮5可靠地接触时，为了消除测量误差，可采用图2的测量装置。在图2中，在被测目标板材8上、下表面各装一个探头7，被测目标板材8在上、下两个探头7上产生两个边沿尺寸，被测板材8厚度的实际尺寸由下式得到：

D=h0(常数)+(h上+h下)    

式中常数h0由上、下探头7的安装位置确定，h0、h1、h2是与两个探头7测量值有关的系数，它们与被测目标所在现场的位置有关。系数h0、h1、h2由定标过程来确定。

参见图3，本实用新型的电路包括一主控制器9，主控制器9是由单片计算机89C51、24MHZ晶体振荡器，接口电路7437374LS273、74LS138、MAX705组成，它对整个系统进行控制，对测量数据进行处理。键盘及显示电路10由8155可编程通用并行接口电路、LED显示器和8个按键组成，它用来输入和显示有关的命令和数据，并显示测量结果。数据存储及掉电保护电路11由静态RAM(62256)和MAX705组成，它用来保存测量的中间数据和最终结果，这些数据和最终结果在掉电后不会被丢失。打印机12可用来随时打印有关数据。主控制器9中的单片机89C51有两个十六位的可编程定时/计数器T0、T1，它们被设定为计数方式由CCD4输入的脉冲信号加到89C51外部中断输入引脚INT0和INT1，一旦有板材8沿滚轮经过，通过软件使T0、T1开始计数，检测出CCD4输出脉冲的宽度，该数据经过数字滤波，数据处理后就得到被测板材8的实际厚度。键盘及显示电路10中的显示器显示探头7得到的检测值。8个按键用来完成h0、h1、h2三个系数的定标和上、下偏差报警参数H、L的设置。数据存储及保护电路11中的62256用来存储定标系统，预定参数和两个探头7检测到的多组原始数据。MAX705是具有复位功能的掉电保护电路，以防止系统运行中不正常掉电而丢失数据。打印机12可根据要求随时打印出在线被测板材8的实际尺寸、当前日期、时间、工作班次、被测板材的总数和不合格数等。

技术性能指标

1)．具有信号处理、显示、超差报警及打印等功能。

2)．测量范围：8毫米(或可按要求设定范围)。

3)．测量速度：一秒五次数据，并且是此时段所测的平均尺寸。

4)．测量精度：动态正负0.03毫米。

5)．探头至板材距离：20毫米。

6)．结构尺寸：

单    探    头：21(长)12(高)6(深)厘米。

双探头组合支架：29(长)32(高)15(深)厘米。