本發(fā)明屬于測(cè)厚儀領(lǐng)域，更具體地，涉及一種激光測(cè)厚儀。

背景技術(shù)：

在鋰電池極片涂布、金屬箔材生產(chǎn)線等工業(yè)生產(chǎn)中，帶材厚度的穩(wěn)定與否決定著最終產(chǎn)品的質(zhì)量，因此需要大量用到在線測(cè)厚裝置。對(duì)于鋰電池涂布極片、金屬箔材這類非透明薄膜的厚度測(cè)量目前使用最多的是射線測(cè)厚和激光測(cè)厚。射線測(cè)厚雖然精度很高，但由于存在射線輻射，有安全問題，且設(shè)備昂貴，故障率高，對(duì)環(huán)境敏感，因此不是理想的選擇。激光高頻高分辨的特性使其在在線薄膜厚度測(cè)量領(lǐng)域具有巨大優(yōu)勢(shì)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。目前最主流的在線測(cè)厚方式是上下差動(dòng)式激光三角測(cè)量法，即用上下激光頭分別測(cè)量上下激光頭到薄膜上下表面的距離，用上下激光頭之間的距離減去該距離即得到所測(cè)薄膜的厚度，這其中上下兩激光頭之間的距離的穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性有重要影響。

現(xiàn)有技術(shù)中存在很多激光測(cè)厚的方法及其裝置，如文獻(xiàn)號(hào)CN1031758A描述的激光測(cè)厚儀詳細(xì)介紹了上下差動(dòng)式激光三角測(cè)量法，文獻(xiàn)號(hào)CN103063151B介紹的激光測(cè)厚C形架機(jī)構(gòu)、文獻(xiàn)號(hào)CN102175165A介紹的激光測(cè)厚裝置、文獻(xiàn)號(hào)CN102519372A設(shè)計(jì)的鋰電池電極的激光測(cè)厚裝置等都是基于現(xiàn)在廣泛使用的C形架掃描式測(cè)厚設(shè)計(jì)的測(cè)厚形式，采用上下兩個(gè)激光位移傳感器分別測(cè)量激光位移傳感器到被測(cè)物上下表面的距離，然后計(jì)算得到被測(cè)物的厚度值。在測(cè)量過程中，由于機(jī)械振動(dòng)、環(huán)境溫度等的影響，C形架會(huì)出現(xiàn)輕微的變形，使得上下激光頭之間的距離不穩(wěn)定，對(duì)于微米級(jí)的厚度測(cè)量會(huì)造成較大偏差。文獻(xiàn)號(hào)CN103363911A描述的一種用激光作為光源的激光測(cè)厚儀創(chuàng)新性的采用了單個(gè)面陣CCD成像，可避免上下激光頭距離不穩(wěn)定帶來的誤差，但若兩激光器發(fā)射激光不完全同步的話會(huì)造成CCD上成像不同時(shí)，使得厚度計(jì)算比較困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種激光測(cè)厚儀，該測(cè)厚儀僅使用一個(gè)激光器，激光器發(fā)出的光束經(jīng)過分束鏡分成兩束激光，兩束激光經(jīng)過上下對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)反射鏡反射后分別垂直地打在被測(cè)物的上表面和下表面，并形成上下兩個(gè)光斑，這兩個(gè)光斑的光線通過透鏡的聚焦和反射鏡的反射成像在感光元件上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后再發(fā)送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，從而獲得被測(cè)物的厚度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種激光測(cè)厚儀，其特征在于，包括C形架以及共同安裝在所述C形架上的激光器、感光元件、分束鏡、第二上反射鏡、第二下反射鏡、第一上反射鏡、第一下反射鏡、上透鏡和下透鏡，其中，

所述第一上反射鏡和第一下反射鏡關(guān)于水平對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置，所述第二上反射鏡和第二下反射鏡關(guān)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置，所述上透鏡和下透鏡關(guān)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置并且兩者均為凸透鏡，所述分束鏡平行于所述水平對(duì)稱面設(shè)置；

所述激光器用于發(fā)射單束激光至所述分束鏡上；

所述分束鏡用于使激光器發(fā)射的單束激光發(fā)生反射形成第一反射光線以及透射形成透射光線，并且所述第一反射光線與透射光線相對(duì)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱；

所述第一下反射鏡用于對(duì)第一反射光線進(jìn)行反射，并使反射形成的第二反射光線豎直照射到被測(cè)物的下表面形成第一下光斑；所述第一下光斑漫反射后的光線經(jīng)過所述下透鏡聚集后照射在所述第二下反射鏡上，并且又經(jīng)所述第二下反射鏡反射后照射在所述感光元件上形成第二下光斑；

所述第一上反射鏡用于對(duì)所述透射光線進(jìn)行反射，并使反射形成的第三反射光線豎直照射到被測(cè)物的上表面形成第一上光斑；所述第三反射光線與所述第二反射光線在同一條直線上；所述第一上光斑漫反射后的光線經(jīng)過所述上透鏡聚集后照射在所述第二上反射鏡上，并又經(jīng)過所述第二上反射鏡反射后照射在所述感光元件上形成第二上光斑；

所述感光元件上的第二上光斑和第二下光斑的位置信息通過光電轉(zhuǎn)換器傳送給計(jì)算機(jī)處理，從而通過預(yù)先標(biāo)定的位置信息獲得被測(cè)物的厚度。

優(yōu)選地，所述C形架關(guān)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱。

優(yōu)選地，所述第一反射光線和透射光線的光線強(qiáng)度相等。

優(yōu)選地，所述感光元件為面陣CCD。

總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明僅使用一個(gè)激光器作為光源，激光器發(fā)出的光束經(jīng)過分束鏡分成兩束激光，兩束激光經(jīng)過上下對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)反射鏡反射后分別垂直地打在被測(cè)物的上表面和下表面，并形成上下兩個(gè)光斑，這兩個(gè)光斑的光線通過透鏡的聚焦和反射鏡的反射成像在感光元件上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后再發(fā)送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，從而獲得被測(cè)物的厚度，有效解決了上下兩激光不同步的問題，使得測(cè)量更穩(wěn)定、精確，且節(jié)省了制造成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的對(duì)被測(cè)物測(cè)厚時(shí)的光路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

參照?qǐng)D1，一種采用單個(gè)激光器1作為光源的激光測(cè)厚儀，包括C形架8以及共同安裝在所述C形架8上的激光器1、感光元件2、分束鏡3、第二上反射鏡4、第二下反射鏡5、第一上反射鏡9、第一下反射鏡10、上透鏡6和下透鏡7，其中，

所述第一上反射鏡9和第一下反射鏡10關(guān)于水平對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置，所述第二上反射鏡4和第二下反射鏡5關(guān)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置，所述上透鏡6和下透鏡7關(guān)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱設(shè)置并且兩者均為凸透鏡，所述分束鏡3平行于所述水平對(duì)稱面設(shè)置；

所述激光器1用于發(fā)射單束激光至所述分束鏡3上；

所述分束鏡3用于使激光器1發(fā)射的單束激光發(fā)生反射形成第一反射光線以及透射形成透射光線，并且所述第一反射光線與透射光線相對(duì)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱；

所述第一下反射鏡10用于對(duì)第一反射光線進(jìn)行反射，并使反射形成的第二反射光線豎直照射到被測(cè)物11的下表面形成第一下光斑；所述第一下光斑漫反射后的光線經(jīng)過所述下透鏡7聚集后照射在所述第二下反射鏡5上，并且又經(jīng)所述第二下反射鏡5反射后照射在所述感光元件2上形成第二下光斑；

所述第一上反射鏡9用于對(duì)所述透射光線進(jìn)行反射，并使反射形成的第三反射光線豎直照射到被測(cè)物11的上表面形成第一上光斑；所述第三反射光線與所述第二反射光線在同一條直線上；所述第一上光斑漫反射后的光線經(jīng)過所述上透鏡6聚集后照射在所述第二上反射鏡4上，并又經(jīng)過所述第二下反射鏡5反射后照射在所述感光元件2上形成第二上光斑；其中，所述第二上光斑位于所述第二下光斑的上方；

所述感光元件2上的第二上光斑和第二下光斑的位置信息通過光電轉(zhuǎn)換器傳送給計(jì)算機(jī)處理，從而通過預(yù)先標(biāo)定的位置信息獲得被測(cè)物11的厚度。

進(jìn)一步，所述C形架8關(guān)于所述水平對(duì)稱面對(duì)稱，所述第一反射光線和透射光線的光線強(qiáng)度相等，所述被測(cè)物11可以是薄膜或板材，所述感光元件2為面陣CCD。

本發(fā)明的測(cè)厚過程如下：

在對(duì)被測(cè)物進(jìn)行實(shí)際測(cè)量之前，還需先進(jìn)行標(biāo)定：采用不同厚度的標(biāo)準(zhǔn)片作為被測(cè)物11放置在待測(cè)區(qū)域，通過計(jì)算機(jī)接收感光元件2上的光斑的圖像，計(jì)算機(jī)將不同厚度的標(biāo)準(zhǔn)片得到的不同的感光元件2的圖像進(jìn)行處理，主要處理兩個(gè)光斑之間的距離，對(duì)不同厚度的標(biāo)準(zhǔn)片產(chǎn)生的感光圖像進(jìn)行標(biāo)定，得到感光圖像上的光斑距離與被測(cè)物厚度之間的關(guān)系。

另外，還需要對(duì)激光測(cè)厚儀進(jìn)行安裝調(diào)整：調(diào)整激光器1與分束鏡的角度以及第一上反射鏡9和第一下反射鏡10的傾斜角度，以使激光器1發(fā)射的激光束通過分束鏡3分成兩束激光之后再經(jīng)過第一上反射鏡9和第一下反射鏡10的反射后能垂直的射向被測(cè)物的上下表面，且打在被測(cè)物11上下表面的光斑在同一垂直位置；然后安裝上透鏡6和第二上反射鏡4，使得光斑在被測(cè)物上表面漫反射后通過透鏡后能到達(dá)反射鏡4上，調(diào)整第二上反射鏡4的角度，使得出射光打在感光元件2的偏上的位置；下透鏡7和第二下反射鏡5采用同樣的方式安裝調(diào)整，安裝下透鏡7和第二下反射鏡5，使得光斑在被測(cè)物下表面漫反射后通過透鏡后能到達(dá)反射鏡5上，調(diào)整第二下反射鏡5的角度，使得出射光打在感光元件2的偏下的位置；

測(cè)量時(shí)，激光器1發(fā)出的激光束經(jīng)過分束鏡3分成兩束激光，兩束激光經(jīng)過上下對(duì)稱設(shè)置的第一上反射鏡9和第一下反射鏡10后分別垂直地打在被測(cè)物11的上表面和下表面，并形成上下兩個(gè)光斑，這兩個(gè)光斑的漫反射后的光線分別通過上透鏡6和下透鏡7的聚焦后，經(jīng)由第二上反射鏡4和第二下反射鏡5反射后在感光元件2上成像，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后再發(fā)送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，根據(jù)厚度標(biāo)定時(shí)獲得的感光圖像上的光斑距離與被測(cè)物厚度之間的關(guān)系直接得到被測(cè)物的厚度。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。