油漆表面平整度定量检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油漆表面平整度定量检测方法及装置，属于材料表面平整度检测
技术领域。
【背景技术】
[0002] 在汽车工业中，车身油漆的颜色、光泽和表面结构等影响着人们的视觉效果，即使 是光泽度很高的涂膜，其外观也会受到表面波动度的影响，人们把这种效应称为"桔皮"，桔 皮也可定义为"高光泽表面的波状结构"。油漆车身的桔皮可使涂层表面产生斑纹等视觉外 观。
[0003] 目前，对于油漆表面平整度的检测，涂装行业普遍采用桔皮仪来测量材料表面的 桔皮状况。然而这种方法只能对油漆表面的平整度进行定性检测，检测油漆表面是否存在 起伏情况，无法对油漆表面的平整度进行定量检测。
[0004] 陈晓燕等人公开了一种名称为"光学棱镜灯"的实用新型专利（参考中国专利公 告号CN2903685Y)，该光学棱镜灯利用透光棱镜对产品的油漆表面缺陷进行检测，在光学棱 镜灯具的照射下，利用棱镜和平行条纹的作用，油漆表面光线会呈现出非规律性的变化，使 凹凸、色差、划痕、细孔、桔皮等表面缺陷被检测出来。曹增华等人在此技术的基础上公开了 一种"油漆表面质量检测装置"（参考中国专利公告号CN201876427U)，它包括检测板和若 干个面积互不相同的检测窗口，从而解决了油漆表面检测时间长等问题，节省了检测人员 的劳动强度。但是上述这些技术仍然均只能对油漆表面的平整度情况进行定性检测，无法 实现定量检测。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于，提供一种油漆表面平整度定量检测方法及装置，它可以有效 解决现有技术中存在的问题，尤其是现有技术均只能对油漆表面的平整度进行定性检测， 无法实现定量检测的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种油漆表面平整度定量检 测方法，包括以下步骤：
[0007] S1，等间距逐点采集油漆表面各个位置的低相干光干涉光谱，获得油漆表面各个 位置的低相干光干涉光谱矩阵；
[0008] S2,计算油漆表面各个相邻位置的低相干光干涉光谱之间的相位差A炉;：
[0009] S3,根据所述的相位差Δρ ,计算各个相邻位置的深度距离差Δ z ;
[0010] S4,对所述的深度距离差△ ζ进行积分，即得油漆表面的平整度定量分布。
[0011] 优选的，步骤S2中所述的计算油漆表面各个相邻位置的低相干光干涉光谱之间 的相位差具体包括以下步骤：对相邻位置的低相干光干涉光谱进行傅立叶变换，得对应的 复指数函数；对所述的复指数函数进行相除，即得；其中，
[0012] 位置1的低相干光干涉光谱为：
[0013] 位置2的低相干光干涉光谱为 式中，I1GOU2GO分别为位置1、位置2的光强信号，S(k)为光源光谱，匕为进入线阵相机 的参考光振幅，Es为进入线阵相机的探测光振幅，k为波数，
λ为中心波长，n为空 气折射率，Zl为光程差即深度信息，％为初始相位，a#为由位置1到位置2的深度距离（即 位置1到位置2之间的位移距离在纵轴上的投影）差所产生的相位差。
[0014] 优选的，步骤S3中，所述的根据所述的相位差Δ0,计算各个相邻位置的深度距离 差Δ Ζ具体通过以下方式获得：
[0016] 从而可以更直观、准确的获得汽车油漆表面的平整度数据。
[0017] 前述的油漆表面平整度定量检测方法中，假设油漆表面位置1处的深度为零点， 则位置m处的深度距离为：
[0019] 其中，△ Z1为第i+Ι处与第i处的深度距离差，从而可以实现定量检测汽车油漆表 面的平整度情况。
[0020] 实现前述方法的油漆表面平整度定量检测装置，包括：宽带低相干光源、环形器、 耦合器、A透镜、光栅、B透镜、线阵相机、计算机、参考系统及探测系统，宽带低相干光源所 发出的光经环形器再经耦合器后分为两路，其中一路作为探测光进入探测系统聚焦于油漆 表面，另一路作为参考光进入参考系统；经油漆表面反射的后向散射光和经参考系统反射 的参考光，经耦合器、环形器后，进入A透镜准直后照射到光栅，其干涉光谱经B透镜成像于 线阵相机，线阵相机记录干涉光谱，并将其传送至计算机进行处理。
[0021 ] 优选的，所述的参考系统包括：C透镜、D透镜和参考镜，所述的参考光经C透镜准 直后，再经D透镜聚焦于参考镜。
[0022] 优选的，所述的探测系统包括：E透镜、X振镜、Y振镜和F透镜，所述的探测光经E 透镜准直后，再经X振镜、Y振镜反射，最后经F透镜聚焦于油漆表面，本探测系统经过X振 镜、Y振镜的震动实现了油漆桔皮表面的二维扫描。
[0023] 与现有技术相比，本发明为检测汽车油漆表面的平整度提供了一种全新的检测技 术，实现了对油漆表面的平整度进行定量检测，从而可以帮助人们更加直观具体的了解油 漆表面的平整度情况，也可以更好的帮助人们寻找油漆表面存在起伏问题的原因，对于修 改涂装工艺提供更加明确的指导。另外，本发明中的探测系统通过设置X振镜、Y振镜，从 而可以使得光动起来，实现对汽车油漆表面的不同位置进行扫描，进而获得油漆表面的平 整度数据。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的方法流程图；
[0025] 图2是本发明的装置结构连接示意图。
[0026] 附图标记：1-宽带低相干光源，2-环形器，3-耦合器，5-A透镜，6-光栅，7-B透镜， 8_线阵相机，9-计算机，10-参考系统，11-探测系统，12-C透镜，13-D透镜，14-参考镜， 15-E透镜，16-X振镜，17-Y振镜，18-F透镜。
[0027] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0028] 本发明的实施例：一种油漆表面平整度定量检测方法，如图1所示，包括以下步 骤：
[0029] S1，等间距逐点采集油漆表面各个位置的低相干光干涉光谱，获得油漆表面各个 位置的低相干光干涉光谱矩阵；
[0030] S2,计算油漆表面各个相邻位置的低相干光干涉光谱之间的相位差Δρ;具体包括 以下步骤：对相邻位置的低相干光干涉光谱进行傅立叶变换，得对应的复指数函数；对所 述的复指数函数进行相除，即得；其中，
[0031] 位置1的低相干光干涉光谱为
[0032] 位置2的低相干光干涉光谱为 I1GOu2GO分别为位置1、位置2的光强信号，s(k)为光源光谱，匕为进入线阵相机的参考 光振幅，Es为进入线阵相机的探测光振幅，k为波数，
λ为中心波长，n为空气折射 率，Z1为光程差即深度信息，外.为初始相位，在梦为由位置1到位置2的深度距离差所产生 的相位差；
[0033] S3,根据所述的相位差4炉,计算各个相邻位置的深度距离差Δ ζ
[0034] S4,对所述的深度距离差△ ζ进行积分，即得油漆表面的平整度定量分布；
[0035] 假设油漆表面位置1处的深度为零点，则位置m处的深度距离为：
[0037] 其中，ΔΖι为第i+Ι处与第i处的深度距离差。
[0038] 实现上述方法的油漆表面平整度定量检测装置，如图2所示，包括：宽带低相干光 源1、环形器2、耦合器3、A透镜5、光栅6、B透镜7、线阵相机8、计算机9、参考系统10及探 测系统11，宽带低相干光源1所发出的光经环形器2再经耦合器3后分为两路，其中一路 作为探测光进入探测系统11聚焦于油漆表面，另一路作为参考光进入参考系统10 ;经油漆 表面反射的后向散射光和经参考系统反射的参考光，经耦合器3、环形器2后，进入A透镜5 准直后照射到光栅6,其干涉光谱经B透镜7成像于线阵相机8,线阵相机8记录干涉光谱， 并将其传送至计算机9进行处理。所述的参考系统10包括：C透镜12、D透镜13和参考镜 14,所述的参考