[实用新型]一种非接触测量光学透镜中心厚度的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非接触光学测量领域，具体是一种非接触测量光学透镜中心厚度的测量装置。

背景技术

目前非接触式的光学零件(透镜)中心厚度的测量方法，主要有光度型（机械扫描型）和光谱型。如专利EP0248552A1公开了一种由斜入射的激光器，测量平板透明材料的厚度，以及专利CN1132348A中改进其光偏转机构，此类设备仅仅用于平板零件的厚度的检测，不能检测平凹、平凸、凹凸等光学零件以及距离；专利JP5018716（A）公开了一种基于扫描物镜的零件几何厚度的测量方法，由于机械扫描的应用，速度慢，不适用于在线快速测量。此外还有大家公知的利用干涉进行非接触测量的，该类方法通过判读干涉图，获得被测零件的几何参数信息，该类方法极易受到环境因素的影响，比如振动等，且光路复杂。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种能克服现有技术存在的速度慢，测量动态范围小，成本昂贵，不适用于在线快速测量的问题的非接触测量光学透镜中心厚度的测量装置。

本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种非接触测量光学透镜中心厚度的测量装置，其特征在于，包括光源、测量组件一、测量组件二、光谱仪和计算控制单元，测量组件一包括依次设置在光轴上的聚焦系统、通孔组件一、分光镜、色散镜头和待测零件，测量组件二包括通孔组件二和传导光纤，通孔组件二和通孔组件一相对于分光镜对称，传导光纤连接光谱仪，计算控制单元和光谱仪连接，读取光谱仪信号，加以分析，反演出待测零件厚度。

作为上述方案的进一步说明，所述光源的光经设置在光轴上的聚焦系统会聚在通孔组件一上，经过通孔组件一的光进入色散镜头，分成不同波长的光，汇聚在光轴上不同的点，最长波长和最短波长的会聚点之间的距离为厚度的测量范围，待测零件放置在该测量范围之间。

所述聚焦系统采用凸透镜。

所述分光镜倾斜设置在通孔组件一和分光镜之间，通孔组件二设置在分光镜的上方。

本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、本实用新型摒弃了机械物镜扫描的方法，稳定性好，比机械扫描类仪器速度快，适合快速在线测量。

2、本实用新型在测量过程中，不需要接触零件表面，不会划伤以及污染待测零件表面。

3、仪器结构简单，容易加工，适用于工厂现场环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为光谱仪信号示意图；

图3为零件中心厚度反演示意图；

图4为本实用新型测量凸面零件中心厚度示意图；

图5为本实用新型测量凹面零件中心厚度示意图。

附图标记说明：1、光源  2、光谱仪  3、计算控制单元  4、聚焦系统  5、通孔组件一  6、分光镜  7、色散镜头  8、待测零件  9、通孔组件二  10、传导光纤 。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种非接触测量光学透镜中心厚度的测量装置，包括光源1、测量组件一、测量组件二、光谱仪2和计算控制单元3，测量组件一包括依次设置在光轴上的聚焦系统4、通孔组件一5、分光镜6、色散镜头7和待测零件8，聚焦系统4一般采用凸透镜，测量组件二包括通孔组件二9和传导光纤10，通孔组件二9和通孔组件一5相对于分光镜6对称，分光镜6倾斜设置在通孔组件一5和分光镜6之间，通孔组件二9设置在分光镜6的上方。传导光纤10连接光谱仪2，计算控制单元3和光谱仪2连接，读取光谱仪信号，加以分析，反演出待测零件厚度。

其工作原理如下：光源发出的光经过聚焦系统会聚在通孔组件一上，通孔组件一发出的光经过色散镜头，分成不同波长的光，汇聚在光轴上不同的点，最长波长和最短波长的会聚点之间的距离决定了厚度的测量范围，待测零件放置在该测量范围之间，零件的前后表面分别对应波长A和波长B的会聚点A1 和B1，根据反射定律，这两个波长的光原路返回色散镜头（而其它波长的光只有部分返回），到达分光镜反射到通孔组件二，经过传导光纤进入光谱仪，显然到达光谱仪中信号，只有波长A和波长B信号最强，其它波长的光没有反射回来，光强弱，光强示意图如图2所示。显然根据光谱仪上各个波长光强的大小，可以确定找待测零件的前后表面。图3给出的是色散镜头的色散曲线，即不同波长对应的距离，在光谱仪上找到峰值后，在色散曲线上找到对应的色散距离，结合待测零件的材料折射率，运用计算控制单元反演出待测零件的厚度。

实施例1