專利名稱：膜厚測量光路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型與真空光學(xué)鍍膜生產(chǎn)中檢測膜厚度的檢則儀的光路系 統(tǒng)有關(guān)。
技術(shù)背景
已有的膜厚檢測儀的光路系統(tǒng)由光源調(diào)制傳導(dǎo)裝置和光纖偶合器 組成，光纖偶合器接收傳導(dǎo)光。光纖入射端口和出射端口為圓形，而與 出射端口連接的單色儀入射端的狹縫將圓形光束的部分光遮擋，光能的
利用不充分，檢測效果差。光源形腔的通光口徑為①18mm，光信號弱， 抗干擾能力差，檢測精度差，光路中用直接拉伸結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)光路透鏡距離， 調(diào)節(jié)精度差，操作不便。并且只有一組透鏡可調(diào)節(jié)距離，調(diào)節(jié)距離有限， 不適宜各種大小高度的真空鍍膜機
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的提供一種光信號強，光損耗小，光束聚焦范圍大， 調(diào)節(jié)精度高，操作方便、適用性好的膜厚測量光路系統(tǒng)。 本實用新型是這樣實現(xiàn)的
本實用新型膜厚測量光路系統(tǒng)，光源形腔3內(nèi)有光源，光源升降調(diào)
節(jié)機構(gòu)5內(nèi)有第一透鏡組34，光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)與機械調(diào)制盤7連接， 機械調(diào)制盤通過轉(zhuǎn)接套座9與主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)10連接，主升降調(diào)節(jié)機 構(gòu)與外軸套ll連接，外軸套內(nèi)有分光鏡、第二透鏡組29，外軸套上有 信號采集插座12和第一對接法蘭13，第一對接法蘭與真空腔14連接， 真空腔14內(nèi)有被測片15，真空腔14與光纖偶合器的第二對接法蘭16 連接，第二對接法蘭與接收套18連接，鎖緊螺套17固定接收套18于 第二對接法蘭上，接收套18與光纖調(diào)整機構(gòu)19連接，光纖調(diào)整機構(gòu)19 與光纖的一端連接，光纖的另一端與輸出套21連接，光纖調(diào)整機構(gòu)內(nèi) 有第三透鏡組43，光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)5、主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)IO、光纖升降 機構(gòu)均有螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)，能使其在軸向上進行距離拉伸的調(diào)節(jié)，從 而實現(xiàn)光路的光學(xué)調(diào)節(jié)。光路系統(tǒng)的通光口徑44為28—35mm，光纖出射端40和單色儀入射端41有光通過的鮒縫。
光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)5內(nèi)有軸套33，軸套33的進光筒與光源形腔3 的出光筒對接，與調(diào)節(jié)螺母32正螺紋連接，調(diào)節(jié)螺母32與光源形腔3 的出光筒反螺紋連接，第一透鏡組34位于軸套33內(nèi)，軸套33與機械 調(diào)制盤7連接。
所述的主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)10包括與轉(zhuǎn)接套座9連接的通光軸套24， 通光軸套24與外軸套11對接，主調(diào)節(jié)螺母的一端與通光軸套正旋螺紋 連接，另一端與外軸套反旋螺紋連接。
所述的光纖調(diào)整機構(gòu)19包括與光纖夾接的調(diào)節(jié)螺母37，調(diào)節(jié)螺母 37與接收套18 —端螺紋連接。
本實用新型有如下優(yōu)點
1，通光口徑增大約一倍(033mm)，光信號增強5倍。 原光路通光口徑為018咖，現(xiàn)更新為0 33mm，增加了通光量，使調(diào)
制能量信號增強，接受信號增強，從而提高了檢測精度，增強抵抗干擾能力。
2，自動升降調(diào)節(jié)機構(gòu)，更加精密準確和調(diào)節(jié)方便。 原光路為直接拉伸方式調(diào)節(jié)光路透鏡距離，現(xiàn)更新為細螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào) 節(jié)，使調(diào)節(jié)更加線形，提高了調(diào)節(jié)精確度和增強了操作性。 3，改光纖出射端成狹縫，大大減小光損耗。
原光路光纖入射端為①3mm圓孔，出射端也同樣，但在進入單色儀 解調(diào)光信號成為電信號時入口端需用狹縫遮擋，這樣使狹縫以外①3mm 光束大量損失，以至光信號能量較弱，現(xiàn)改光纖出射端為狹縫，相當(dāng)于 使cl33mm光束匯聚為狹縫，這樣有效避免了因狹縫遮擋而損失光能量的情況。
4，每個透鏡都能有一定調(diào)節(jié)范圍，大大增強了光透距離的適且范 圍，適用于各種大小鍍膜機。
原光路只有一組透鏡可調(diào)節(jié)距離，調(diào)節(jié)距離有限；現(xiàn)改為三組透鏡 均能不同程度調(diào)節(jié)距離，大大增加了光束聚焦范圍，可適宜各種大小高 度的真空鍍膜機。


圖1為本實用新型的光源調(diào)制傳導(dǎo)裝置結(jié)構(gòu)圖。 圖2為光纖偶合器結(jié)構(gòu)圖。圖3為本實用新型的光路圖。 圖4為光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)圖。 圖5為主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)圖。 圖6為光纖調(diào)整機構(gòu)圖。
圖7為光纖出射端、入射端，單色儀入射端結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
光源調(diào)制傳導(dǎo)裝置包括如下部分
定位燈座l 、固定腔2、光源形腔3 、風(fēng)機4 、光源升降調(diào)節(jié)機 構(gòu)5、電源盒6、機械調(diào)制盤7 、電機8、轉(zhuǎn)接套座9、主升降調(diào)節(jié)機 構(gòu)10、外軸套ll、信號采集插座12、第一對接法蘭13。
光源采用100W/12V鎢鹵素?zé)?，它受定位燈座固定，安裝于光源形 腔中心處及光通路筒口處，于形腔相連接的固定腔對它有緊固和調(diào)節(jié)位 置的作用，保證光源發(fā)光點在光通路中心處；
DC24V/0. 1A的風(fēng)機安裝于形腔另一側(cè)面，主要對光源起降溫作用；
光源鎢鹵素?zé)羲a(chǎn)生的平行光通過光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)中的透鏡第 一次聚焦，匯聚成小于4)3光點后進入機械調(diào)制盤機構(gòu)進行光調(diào)制，調(diào) 制成1000Hz調(diào)制光；
光調(diào)制也就是把連續(xù)光采用機械的原理切擋成具有一定頻率的斷
續(xù)光，把調(diào)制后的光解調(diào)為電信號以便進行信號處理。調(diào)制過程通過
電源盒的電氣控制使電機輸出一定速率帶動機械調(diào)制盤轉(zhuǎn)動，機械調(diào)制
盤上20個48孔不斷使光切斷-一連續(xù)-一切斷往復(fù)運動，從而實現(xiàn)光的 調(diào)制；
調(diào)制后的光通過了連接于機械調(diào)制盤上的轉(zhuǎn)接套座，穿過定位于轉(zhuǎn) 接套座上的主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)，進入外軸套中的第二透鏡進行二次聚焦 后，再穿分光鏡使之分成兩路光 一路為參考信號，進信號采集插座， 直接進行信號收集，以作信號參考，另一路穿出外軸套進入真空腔穿過 被測片(比較片或被測鏡片)及得到測量數(shù)據(jù)，最后再離開真空進入接 收傳導(dǎo)部分。
光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)和主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)主要是起光和透鏡的光學(xué)聚 焦距離調(diào)整的作用，根據(jù)不同的被測片空間高度，從而調(diào)整出于之相適 宜的聚焦距離便于光信號的檢測收集，保證所測量的信號更加清晰，所 測量出的數(shù)值更加精準。對接法蘭鎖緊螺套接收套有觀察口，光纖調(diào)整機構(gòu)有光纖輸出調(diào)整套。
光釬偶合器包括如下部分
第二對接法蘭16、鎖緊螺套17、接收套18、觀察口23、光纖調(diào)整 機構(gòu)19、光纖20、輸出套21、調(diào)整套22。
穿過被測片得到測量數(shù)據(jù)的光通過固定于真空腔接收孔處對接法 蘭，再通過對接法蘭上的透鏡，把光束再次進行聚焦，聚焦到小于4>3 的光點，能直接進入光纖；
位于對接法蘭外的鎖緊螺套對對接法蘭和接收套起到調(diào)節(jié)定位作
用；
聚焦后的光穿過與對接法蘭相連的接收套，然后進入固定于接收套 上的光纖凋整機構(gòu)所調(diào)節(jié)固定的光纖入射端；
在接收套處通過觀察口觀察光半徑與光纖入射端對接是否良好，可 用光纖調(diào)整座對其進行調(diào)節(jié)；
根據(jù)所設(shè)計的特殊光纖的特性，光穿過光纖后出射光成為了狹縫 狀，這樣更能良好的與單色儀光柵相配合，避免了光能量的大量損失； (光能量損失越小，信號的檢測越準確)
從光纖出來的狹縫光進入輸出套，通過輸出套的透鏡進行最后一次 聚焦后，進入單色儀，穿過光柵進行測量信號處理；(輸出套與單色儀 的位置調(diào)節(jié)可通過連接于單色儀上的調(diào)整套進行調(diào)節(jié)，保證狹縫光的準
定位)
這樣由本裝置產(chǎn)生的測量信號和參考信號加到膜厚測量儀上即可 測出鍍膜的模厚或進行膜厚生產(chǎn)的在線控制。 主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)組成包括如下部分
通光軸套24、鎖緊螺套25、主調(diào)節(jié)螺母26、左旋縮緊螺套27、外 軸套11、第二透鏡組29。
通光軸套裝配于外軸套中，靠定位螺釘導(dǎo)向定位；通光軸套上的螺 紋為普通右旋螺紋而外軸套上與通光軸套裝配端螺紋為左旋螺紋，主調(diào) 節(jié)螺母也為普通右旋螺紋，那么在主調(diào)節(jié)節(jié)螺母定向旋轉(zhuǎn)的時候，通光 軸套和外軸套則沿軸向方向向相反方向運動，所以只要調(diào)節(jié)主調(diào)節(jié)螺母 就能使光筒拉伸和縮攏，這樣就能改變第二透鏡組與第一透鏡組之間的 間距，從而實現(xiàn)光源聚焦調(diào)節(jié)。光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)組成包括如下部分
光源形腔出光筒30鎖緊螺套31、調(diào)節(jié)螺母32、軸套33、第一透 鏡組34。
光源型腔出光筒裝配于光源形腔中，靠定位螺釘導(dǎo)向定位；出光筒 上的螺紋為普通右旋螺紋而軸套的進光筒的螺紋為左旋螺紋，調(diào)節(jié)螺母 也為普通右旋螺紋，那么在調(diào)節(jié)螺母定向旋轉(zhuǎn)的時候，光源形腔和軸套 則沿軸向方向向相反方向運動，所以只要調(diào)節(jié)螺母就能使光筒拉伸和縮 攏，這樣就能改變光源與第一透鏡組之間的間距，從而實現(xiàn)光源聚焦調(diào) 節(jié)。
光纖調(diào)整機構(gòu)組成包括如下部分
光纖入射頭35、接收套螺紋端36、鎖緊螺母37、調(diào)節(jié)螺母38。
光纖裝配于調(diào)節(jié)螺母中，根據(jù)調(diào)節(jié)螺母的升降調(diào)節(jié)而發(fā)生軸向上的 位移，改變第三透鏡組與光纖入射端之間的距離，從而實現(xiàn)光在光纖入 射端的焦聚調(diào)節(jié)。最后用鎖緊螺母對其位置鎖死。
光從第三透鏡組聚焦后進入光纖入射端，從光纖出射端射出后進入 單色儀入射端，然后再在單色儀中進行光譜分析。
光纖入射端入口為圓形，而把出射端出口設(shè)計為狹縫，因為單色儀 的入射端也為狹縫，這樣就能使所有的光能量都進入單色儀，提高光能 利用效率。(光信號越強，檢測分析效果越好)。
老光路中光纖出射端出口處也是圓形，這樣在進入單色儀入射端的 狹縫時，圓形光束的部分光就會被單色儀入射端遮擋(狹縫以外的部分)。 這樣對光能的利用就不充分，檢測效果也會大打折扣。
權(quán)利要求1、膜厚測量光路系統(tǒng)，其特征在于光源形腔(3)內(nèi)有光源，光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(5)內(nèi)有第一透鏡組(34)，光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)與機械調(diào)制盤(7)連接，機械調(diào)制盤通過轉(zhuǎn)接套座(9)與主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)連接，主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)與外軸套(11)連接，外軸套內(nèi)有分光鏡、第二透鏡組(29)，外軸套上有信號采集插座(12)和第一對接法蘭(13)，第一對接法蘭與真空腔(14)連接，真空腔(14)內(nèi)有被測片(15)，真空腔(14)與光纖偶合器的第二對接法蘭(16)連接，第二對接法蘭與接收套(18)連接，鎖緊螺套(17)固定接收套于第二對接法蘭上，接收套(18)與光纖調(diào)整機構(gòu)(19)連接，光纖調(diào)整機構(gòu)(19)與光纖的一端連接，光纖的另一端與輸出套(21)連接，輸出套內(nèi)有第三透鏡組(43)，光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(5)、主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)、光纖升降機構(gòu)均有螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)，光路系統(tǒng)的通光口徑(44)為28—35mm，光纖出射端(40)和單色儀入射端(41)有光通過的狹縫。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(5) 內(nèi)有軸套(33)，軸套(33)的進光筒與光源形腔(3)的出光筒對接， 與調(diào)節(jié)螺母(32)正螺紋連接，調(diào)節(jié)螺母(32)與光源形腔(3)的出 光筒反螺紋連接，第一透鏡組(34)位于軸套(33)內(nèi)，軸套(33)與 機械調(diào)制盤(7)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的主升降調(diào)節(jié)機 構(gòu)(10)包括與轉(zhuǎn)接套座(9)連接的通光軸套(24)，通光軸套(24) 與外軸套(11)對接，主調(diào)節(jié)螺母(26)的一端與通光軸套正旋螺紋連 接，另一端與外軸套反旋螺紋連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的光纖調(diào)整機構(gòu) (19)包括與光纖夾接的調(diào)節(jié)螺母(38)，調(diào)節(jié)螺母(38)與接收套(18)一端螺紋連接。
專利摘要本實用新型為膜厚測量光路系統(tǒng)，解決已有光路系統(tǒng)光通量小，調(diào)節(jié)度粗糙，調(diào)節(jié)不便的問題。連接于光源形腔(3)的光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(5)內(nèi)有第一透鏡，光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)與機械調(diào)制盤(7)連接，真空腔(14)內(nèi)有被測片(15)，真空腔(14)與光纖偶合器的第二對接法蘭(16)連接，第二對接法蘭與接收套(18)連接，鎖緊螺套(17)固定接收套(18)于第二對接法蘭(16)上，接收套(18)與光纖調(diào)整機構(gòu)(19)連接，光纖調(diào)整機構(gòu)內(nèi)有第三透鏡(43)，光源升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(5)、主升降調(diào)節(jié)機構(gòu)(10)和光纖升降機構(gòu)均有螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)，光路系統(tǒng)的通光口徑(44)為28-35mm，光纖出射端(40)和單色儀入射端(41)為有光通過的狹縫。
文檔編號G01B11/06GK201307000SQ20082014122
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者博 張, 薛尚清, 亮 謝, 楊 魏 申請人:四川南光電氣有限責(zé)任公司