一种穿透性激光测厚仪的制作方法

本实用新型涉及光学测量技术领域，具体涉及一种穿透性激光测厚仪。

背景技术：

目前，手机、手表和平板电脑中的透明玻璃材料的厚度通常需要人工采用卡尺或者千分表来检测，进而管控精度。但是，主要受到量具使用手法、力度均匀度、测量位置等因素影响，不同人检测得到的数据往往相差比较大，造成较大误差，同时人工测量耗时耗力，生产效率低，生产成本高。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种精准的高效的穿透性激光测厚仪。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了一种穿透性激光测厚仪，包括工作台以及激光发射装置，激光发射装置用于发出激光；工作台用于放置透明待测件，工作台上设有缺口；穿透性激光测厚仪还包括ccd检测装置，激光发射装置和ccd检测装置分别设置在缺口的两侧，激光偏离透明待测件的法线，ccd检测装置用于检测激光穿过透明待测件后的在平面上的像素位移值。

进一步的技术方案是，工作台水平设置，激光发射装置设置在缺口上方，ccd检测装置设置在缺口下方。

进一步的技术方案是，工作台还包括设置在缺口周围的支撑件，透明待测件放置在支撑件上。

进一步的技术方案是，支撑件的数目为两个，两个支撑件对称地设置在缺口两边。

进一步的技术方案是，支撑件包括托架以及设置在托架上的滚轴，托架固定在工作台上，透明待测件放置在滚轴上。

进一步的技术方案是，穿透性激光测厚仪还包括处理装置，处理装置根据偏移角度、在平面上的像素位移值以及透明待测件的折射率，计算出透明待测件的厚度。

进一步的技术方案是，处理装置通过三角算法计算出透明待测件的厚度。

进一步的技术方案是，ccd检测装置通过支撑架固定在工作台的下方。

进一步的技术方案是，激光为平行的激光光束；激光发射装置包括光源、第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜，光源朝向第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜，第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜共轴。由led光源发出的发散光束穿过第一菲涅尔透镜，第一菲涅尔透镜将发散光束匀化，形成匀光光束；匀光光束穿过第二菲涅尔透镜，第二菲涅尔透镜将匀光光束准直，形成平行于第二菲涅尔透镜主光轴的准直光束。

进一步的技术方案是，第一菲涅尔透镜和所述第二菲涅尔透镜的厚度均为3mm，环数均为40，在波长550nm下折射率均为1.4936。

与现有技术相比，本实用新型能够取得以下有益效果：本实用新型的激光穿透测厚方法能够更高效、精准、科学地得到透明待测件的实际厚度值。由于激光从空气进入透明待测件以及从透明待测件进入空气时会发生两次介质变化，造成入射角的细微变化。本实用新型采用ccd检测装置捕捉激光的偏移角度和在平面的像素位移值，可以通过三角算法逆向计算出透明待测件的厚度。

附图说明

图1是本实用新型穿透性激光测厚仪实施例的立体结构示意图。

图2是本实用新型穿透性激光测厚仪实施例的激光发射装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的穿透性激光测厚仪包括工作台10、激光发射装置20和ccd检测装置30。

工作台10用于放置透明待测件40。具体在本实施例中，工作台10水平设置，工作台10上设有缺口11以及设置在缺口11周围的支撑件12，支撑件12的数目为两个，两个支撑件12对称地设置在缺口11两边。支撑件12包括托架13以及设置在托架13上的滚轴14，托架13设置在辊轴14的两端，托架13固定在工作台11上，透明待测件40放置在滚轴14上。支撑件12用于支撑透明待测件40，滚轴14的设置有助于透明待测件40移动时避免刮花透明待测件40。

激光发射装置20和ccd检测装置30分别设置在缺口11的两侧，在本实施例中，激光发射装置20设置在缺口11的上方，ccd检测装置30设置在缺口11的下方。

激光发射装置20用于发射平行的激光光束，激光光束偏离透明待测件40的法线，即激光光束不垂直于透明待测件40，激光光束与透明待测件40形成大于0°且小于90°的入射角度，使得激光光束能够在透明待测件40的介面处发生折射。通过调节激光发射装置20的位置和角度，可以调节激光光束的位置和入射角度。在本实施例中，如图2所示，激光发射装置20包括光源21、第一菲涅尔透镜22和第二菲涅尔透镜23，光源21朝向第一菲涅尔透镜22和第二菲涅尔透镜23，光源21发出发散性的光。第一菲涅尔透镜22和第二菲涅尔透镜23共轴，第一菲涅尔透镜22和第二菲涅尔透镜23的厚度均为3mm，环数均为40，在波长550nm下折射率均为1.4936，材质均为pmma，激光发射装置20的工作距离为40mm至160mm。其中，第一菲涅尔透镜22起到匀光作用，第二菲涅尔透镜23起到准直作用，得到平行的光路。在本实用新型的其他实施例中，激光发射装置20可以是现有的能够发射平行激光光束的激光发射器。

ccd检测装置30通过支撑架31固定在工作台10的下方，ccd是电荷耦合器件，ccd检测装置30用于检测激光穿过透明待测件40后的偏移角度和在平面上的像素位移值。ccd检测装置30将偏移角度和在平面上的像素位移值传输至处理装置，处理装置根据偏移角度、在平面上的像素位移值以及透明待测件40的折射率，通过三角算法逆向计算出计算出透明待测件40的厚度。该三角算法根据位移值和偏移角度通过三角函数计算厚度。

由上可见，本实用新型的穿透性激光测厚仪适用于透明待测件例如手机、手表和平板电脑中的透明玻璃材料，尤其适用于片状或板状的透明材料。本实用新型的激光穿透测厚仪具有高效精准的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种穿透性激光测厚仪，包括工作台以及激光发射装置，所述激光发射装置用于发出激光；其特征在于：

所述工作台用于放置透明待测件，所述工作台上设有缺口；所述穿透性激光测厚仪还包括ccd检测装置，所述激光发射装置和所述ccd检测装置分别设置在所述缺口的两侧，所述激光偏离所述透明待测件的法线，所述ccd检测装置用于检测所述激光穿过所述透明待测件后在平面上的像素位移值。

2.根据权利要求1所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述工作台水平设置，所述激光发射装置设置在所述缺口上方，所述ccd检测装置设置在所述缺口下方。

3.根据权利要求1所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述工作台还包括设置在所述缺口周围的支撑件，所述透明待测件放置在所述支撑件上。

4.根据权利要求3所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述支撑件的数目为两个，两个所述支撑件对称地设置在所述缺口两边。

5.根据权利要求4所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述支撑件包括托架以及设置在所述托架上的滚轴，所述托架固定在所述工作台上，所述透明待测件放置在所述滚轴上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述ccd监测装置还用于检测所述激光的偏移角度，所述穿透性激光测厚仪还包括处理装置，所述处理装置根据所述偏移角度、所述在平面上的像素位移值以及所述透明待测件的折射率，计算出所述透明待测件的厚度。

7.根据权利要求6所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述处理装置通过三角算法计算出所述透明待测件的厚度。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述ccd检测装置通过支撑架固定在所述工作台的下方。

9.根据权利要求1至5任一项所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述激光为平行的激光光束；所述激光发射装置包括光源、第一菲涅尔透镜和第二菲涅尔透镜，所述光源朝向所述第一菲涅尔透镜和所述第二菲涅尔透镜，所述第一菲涅尔透镜和所述第二菲涅尔透镜共轴；

由所述光源发出的发散光束穿过所述第一菲涅尔透镜，所述第一菲涅尔透镜将所述发散光束匀化，形成匀光光束；所述匀光光束穿过所述第二菲涅尔透镜，所述第二菲涅尔透镜将所述匀光光束准直，形成平行于所述第二菲涅尔透镜主光轴的准直光束。

10.根据权利要求9所述的一种穿透性激光测厚仪，其特征在于：

所述第一菲涅尔透镜和所述第二菲涅尔透镜的厚度均为3mm，环数均为40，在波长550nm下折射率均为1.4936。

技术总结
本实用新型涉及为一种穿透性激光测厚仪，包括工作台以及激光发射装置，激光发射装置用于发出激光；工作台用于放置透明待测件，工作台上设有缺口；穿透性激光测厚仪还包括CCD检测装置，激光发射装置和CCD检测装置分别设置在缺口的两侧，激光偏离透明待测件的法线，CCD检测装置用于检测激光穿过透明待测件后的在平面上的像素位移值。本实用新型的激光穿透测厚仪具有高效精准的优点。

技术研发人员：王和云
受保护的技术使用者：宾努克斯科技(佛山)有限公司
技术研发日：2019.08.16
技术公布日：2020.05.12