專利名稱：一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非接觸光學(xué)測(cè)量領(lǐng)域，具體是一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
目前非接觸式的光學(xué)零件(透鏡)中心厚度的測(cè)量方法，主要有光度型(機(jī)械掃描型)和光譜型。如專利EP0248552A1公開了一種由斜入射的激光器，測(cè)量平板透明材料的厚度，以及專利CN1132348A中改進(jìn)其光偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，此類設(shè)備僅僅用于平板零件的厚度的檢測(cè)，不能檢測(cè)平凹、平凸、凹凸等光學(xué)零件以及距離；專利JP5018716 (A)公開了一種基于掃描物鏡的零件幾何厚度的測(cè)量方法，由于機(jī)械掃描的應(yīng)用，速度慢，不適用于在線快速測(cè)量。此外還有大家公知的利用干涉進(jìn)行非接觸測(cè)量的，該類方法通過判讀干涉圖，獲得被測(cè)零件的幾何參數(shù)信息，該類方法極易受到環(huán)境因素的影響，比如振動(dòng)等，且光路復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種能克服現(xiàn)有技術(shù)存在的速度慢，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍小，成本昂貴，不適用于在線快速測(cè)量的問題的非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置。本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)上述目的一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置，其特征在于，包括光源、測(cè)量組件一、測(cè)量組件二、光譜儀和計(jì)算控制單元，測(cè)量組件一包括依次設(shè)置在光軸上的聚焦系統(tǒng)、通孔組件一、分光鏡、色散鏡頭和待測(cè)零件，測(cè)量組件二包括通孔組件二和傳導(dǎo)光纖，通孔組件二和通孔組件一相對(duì)于分光鏡對(duì)稱，傳導(dǎo)光纖連接光譜儀，計(jì)算控制單元和光譜儀連接，讀取光譜儀信號(hào)，加以分析，反演出待測(cè)零件厚度。作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述光源的光經(jīng)設(shè)置在光軸上的聚焦系統(tǒng)會(huì)聚在通孔組件一上，經(jīng)過通孔組件一的光進(jìn)入色散鏡頭，分成不同波長(zhǎng)的光，匯聚在光軸上不同的點(diǎn)，最長(zhǎng)波長(zhǎng)和最短波長(zhǎng)的會(huì)聚點(diǎn)之間的距離為厚度的測(cè)量范圍，待測(cè)零件放置在該測(cè)量范圍之間。所述聚焦系統(tǒng)采用凸透鏡。所述分光鏡傾斜設(shè)置在通孔組件一和分光鏡之間，通孔組件二設(shè)置在分光鏡的上方。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是I、本實(shí)用新型摒棄了機(jī)械物鏡掃描的方法，穩(wěn)定性好，比機(jī)械掃描類儀器速度快，適合快速在線測(cè)量。2、本實(shí)用新型在測(cè)量過程中，不需要接觸零件表面，不會(huì)劃傷以及污染待測(cè)零件表面。3、儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，適用于工廠現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。
圖 I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為光譜儀信號(hào)示意圖；圖3為零件中心厚度反演不意圖；圖4為本實(shí)用新型測(cè)量凸面零件中心厚度示意圖；圖5為本實(shí)用新型測(cè)量凹面零件中心厚度示意圖。附圖標(biāo)記說明1、光源2、光譜儀3、計(jì)算控制單元4、聚焦系統(tǒng)5、通孔組件一 6、分光鏡7、色散鏡頭8、待測(cè)零件9、通孔組件二 10、傳導(dǎo)光纖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置，包括光源I、測(cè)量組件一、測(cè)量組件二、光譜儀2和計(jì)算控制單元3，測(cè)量組件一包括依次設(shè)置在光軸上的聚焦系統(tǒng)4、通孔組件一 5、分光鏡6、色散鏡頭7和待測(cè)零件8，聚焦系統(tǒng)4 一般采用凸透鏡，測(cè)量組件二包括通孔組件二 9和傳導(dǎo)光纖10，通孔組件二 9和通孔組件一 5相對(duì)于分光鏡6對(duì)稱，分光鏡6傾斜設(shè)置在通孔組件一 5和分光鏡6之間，通孔組件二 9設(shè)置在分光鏡6的上方。傳導(dǎo)光纖10連接光譜儀2，計(jì)算控制單元3和光譜儀2連接，讀取光譜儀信號(hào)，加以分析，反演出待測(cè)零件厚度。其工作原理如下光源發(fā)出的光經(jīng)過聚焦系統(tǒng)會(huì)聚在通孔組件一上，通孔組件一發(fā)出的光經(jīng)過色散鏡頭，分成不同波長(zhǎng)的光，匯聚在光軸上不同的點(diǎn)，最長(zhǎng)波長(zhǎng)和最短波長(zhǎng)的會(huì)聚點(diǎn)之間的距離決定了厚度的測(cè)量范圍，待測(cè)零件放置在該測(cè)量范圍之間，零件的前后表面分別對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)A和波長(zhǎng)B的會(huì)聚點(diǎn)Al和BI，根據(jù)反射定律，這兩個(gè)波長(zhǎng)的光原路返回色散鏡頭(而其它波長(zhǎng)的光只有部分返回)，到達(dá)分光鏡反射到通孔組件二，經(jīng)過傳導(dǎo)光纖進(jìn)入光譜儀，顯然到達(dá)光譜儀中信號(hào)，只有波長(zhǎng)A和波長(zhǎng)B信號(hào)最強(qiáng)，其它波長(zhǎng)的光沒有反射回來，光強(qiáng)弱，光強(qiáng)示意圖如圖2所示。顯然根據(jù)光譜儀上各個(gè)波長(zhǎng)光強(qiáng)的大小，可以確定找待測(cè)零件的前后表面。圖3給出的是色散鏡頭的色散曲線，即不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的距離，在光譜儀上找到峰值后，在色散曲線上找到對(duì)應(yīng)的色散距離，結(jié)合待測(cè)零件的材料折射率，運(yùn)用計(jì)算控制單元反演出待測(cè)零件的厚度。實(shí)施例I如圖4所示，給出的是測(cè)量上表面是圖面的光學(xué)凸鏡的中心后度示意圖。圖中波長(zhǎng)A的會(huì)聚點(diǎn)剛好落在前表面上，波長(zhǎng)A的光原路返回，波長(zhǎng)B的光經(jīng)過前表面，剛好會(huì)聚在后表面上，原路返回。因此在光譜儀的信號(hào)類似圖2所示，同樣根據(jù)色散鏡頭的色散曲線，以及待測(cè)鏡頭的曲率半徑，可以反演出待測(cè)凸面零件的中心厚度。實(shí)施例2圖5所示，給出的是測(cè)量上表面是凹面的光學(xué)凹鏡的中心后度示意圖。圖中波長(zhǎng)A的會(huì)聚點(diǎn)剛好落在前表面上，波長(zhǎng)A的光原路返回，波長(zhǎng)B的光經(jīng)過前表面，剛好會(huì)聚在后表面上，原路返回。因此在光譜儀的信號(hào)類似圖2所示，同樣根據(jù)色散鏡頭的色散曲線，以及待測(cè)鏡頭的曲率半徑，可以反演出待測(cè)凹面零件的中心厚度。以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍?！?br> 權(quán)利要求1.一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置，其特征在于，包括光源、測(cè)量組件一、測(cè)量組件二、光譜儀和計(jì)算控制單元，測(cè)量組件一包括依次設(shè)置在光軸上的聚焦系統(tǒng)、通孔組件一、分光鏡、色散鏡頭和待測(cè)零件，測(cè)量組件二包括通孔組件二和傳導(dǎo)光纖，通孔組件二和通孔組件一相對(duì)于分光鏡對(duì)稱，傳導(dǎo)光纖連接光譜儀，計(jì)算控制單元和光譜儀連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置，其特征在于，所述光源的光經(jīng)設(shè)置在光軸上的聚焦系統(tǒng)會(huì)聚在通孔組件一上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置，其特征在于，所述聚焦系統(tǒng)采用凸透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置，其特征在于，所述分光鏡傾斜設(shè)置在通孔組件一和分光鏡之間，通孔組件二設(shè)置在分光鏡的上方。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種非接觸測(cè)量光學(xué)透鏡中心厚度的測(cè)量裝置，其特征在于，包括光源、測(cè)量組件一、測(cè)量組件二、光譜儀和計(jì)算控制單元，測(cè)量組件一包括依次設(shè)置在光軸上的聚焦系統(tǒng)、通孔組件一、分光鏡、色散鏡頭和待測(cè)零件，測(cè)量組件二包括通孔組件二和傳導(dǎo)光纖，通孔組件二和通孔組件一相對(duì)于分光鏡對(duì)稱，傳導(dǎo)光纖連接光譜儀，計(jì)算控制單元和光譜儀連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，穩(wěn)定性好，具有良好的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G01B11/06GK202748008SQ20122047866
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者周樑成 申請(qǐng)人:佛山華國(guó)光學(xué)器材有限公司