[发明专利]一种多层复合柔性薄膜曲面形变检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及多层复合柔性可延展传感器检测技术领域，具体是涉及一种多层复合柔性薄膜曲面形变检测装置及检测方法。

背景技术

柔性电子技术以其独特的延展性及高效低成本的制造工艺在信息、能源、医疗等领域占据了很大的地位，柔性光电传感器是科学领域研究一大热点，其使用了可延展的金属导线将不同测量单元连接成复杂的网状结构，然而柔性光电传感器并不具备延展性，无法顺应地覆盖任何复杂的曲面，实现任意复杂曲面的集成还需要依靠柔性可延展的多层复合柔性薄膜光电传感器，多层复合柔性薄膜光电传感器阵列是在刚性平面基底上完成加工，通过转印的方法转印到平面柔性基底上，平面柔性基底通过机械变形获得原有曲面形式。多层复合柔性薄膜光电传感器使得不同层的光电传感器互为补充，提高了光电传感器的分辨率。

为实现对多层复合柔性薄膜光电传感器的机械、光学、和电学等性质的评估，需要通过可控的机械形变实验来获得多层复合柔性薄膜传感器整体微观形变。然而目前没有相应的检测手段予以检测多层复合柔性薄膜光电传感器的形变特征。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于光栅移相莫尔条纹技术的多层复合柔性薄膜曲面形变检测装置及检测方法，其可在无需移动传感器情况下，实现全视场大角度地测量多层复合柔性薄膜曲面形变特征。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种多层复合柔性薄膜曲面形变检测装置，包括：

样品池、储液池、压力控制器、用于将储液池内液体送入样品池中的微型泵、图像处理计算机、二维显微载物台和三维形貌测量系统；所述三维形貌测量系统包括光栅相移投影器和CCD传感器；所述样品池固定在所述二维显微载物台上，所述样品池的池口上覆盖待侧的多层复合柔性薄膜，所述多层复合柔性薄膜与池口周边密封连接，所述压力控制器与微型泵及样品池连接；所述光栅相移投影器用于将正弦栅线投影到多层复合柔性薄膜表面，所述CCD传感器用于采集多层复合柔性薄膜变形后的正弦栅线投影图像，传送到图像处理计算机。

所述二维显微载物台由受电机驱动的丝杠驱动以实现在直线导轨上二维移动。

所述多层复合柔性薄膜的四周通过圆环状的垫片及螺钉与样品池相固定。

本发明的另一方面，提供了一种多层复合柔性薄膜曲面形变检测装置的检测方法，包括步骤：

S1：启动图像处理计算机，开启图像处理软件；

S2：启动微型泵和压力控制器，通过微型泵控制自储液池向样品池注入液体；通过压力控制器控制样品池内液压压强，实现多层复合柔性薄膜处于下凹或上凸状态，同时将多层复合柔性薄膜初始状态下的体积记作0，下凹状态下的体积记为负值，上凸状态下的体积记为正值，且使下凹与上凸两种形变的体积的绝对值相等；

S3：开启光栅相移投影器和CCD传感器，光栅相移投影器将正弦栅线投影到多层复合柔性薄膜表面，控制二维显微载物台移动使多层复合柔性薄膜移动，CCD传感器实时采集多层复合柔性薄膜变形后的正弦栅线投影图像，传送到图像处理计算机，利用图像处理软件分析CCD传感器传送的图像，得到多层复合柔性薄膜上凸和下凹形变后的曲率；

S4：重复步骤S2-S3，通过压力控制器及微型泵改变样品池内液压压强，得到多层复合柔性薄膜在不同液体压强参数条件下的上凸和下凹形变的三维形貌曲率。

本发明通过使用相移投影器将正弦栅线投射到多层复合柔性薄膜形变后的表面,利用CCD传感器获取多层复合柔性薄膜表面形貌和偏离基准面变形，利用图像处理计算机从而可以分析出多层复合柔性薄膜在上凸-下凹形变后图像的不同曲率，并可获得多层复合柔性薄膜的三维形貌和变形。

附图说明

图1是多层复合柔性薄膜曲面形变检测装置的结构原理示意图；

图2是多层复合柔性薄膜曲面上凸形变图；

图3为是多层复合柔性薄膜曲面下凹形变图；

图中：1-储液池；2-电源；3-光栅相移投影器；4-多层复合柔性薄膜；5-CCD传感器；6-垫片；7-图像处理计算机；8-液体；9-样品池；10-二维显微载物台；11-微型泵；12-压力控制器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-3所示，一种多层复合柔性薄膜曲面形变检测装置，包括：