[发明专利]一种微小物体尺寸检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种微小物体尺寸检测装置，用于测量丝状被测物体的宽度；其特征在于包括：

激光发射器，用于发射平行光束；

接收器，具有感光阵列，用于接收平行光束经过被测物体后形成的衍射图像；

夹具，设置在激光发射器以及接收器之间，用于夹持所述被测物体；

间距调节机构，分别与所述接收器以及所述夹具连接，用于调节感光阵列与被测物体的间距；

控制模块，分别与所述接收器以及所述间距调节机构电性连接，用于接收所述感光阵列接收的衍射图像并控制所述间距调节机构；

所述控制模块被配置为：统计所述衍射图像中的条纹间距，当条纹间距过小时控制所述间距调节机构增大所述感光阵列与所述被测物体的间距，并在条纹间距过大时控制所述间距调节机构减小所述感光阵列与所述被测物体的间距；当条纹间距符合要求时，根据所述感光阵列与所述被测物体的间距、所述平行光束的波长以及所述衍射图像中的条纹信息计算被测物体的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种微小物体尺寸检测装置，其特征在于，统计条纹间距的过程中，采用条纹宽度对应的像素数目表示条纹间距。

3.根据权利要求2所述的一种微小物体尺寸检测装置，其特征在于，所述条纹间距的要求为：条纹间距在10至40个像素的范围内。

4.根据权利要求1所述的一种微小物体尺寸检测装置，其特征在于，所述感光阵列为线阵感光传感器，其朝向所述激光发射器，并且像素排列方向与被测物体的长度方向垂直。

5.根据权利要求1所述的一种微小物体尺寸检测装置，其特征在于，所述感光阵列与所述被测物体的间距L与所述被测物体的宽度d之间的比值大于100。

6.根据权利要求1所述的一种微小物体尺寸检测装置，其特征在于，被测物体通过夹具固定设置在所述激光发射器与所述接收器之间。

7.一种采用权利要求1至6中任意所述微小物体尺寸检测装置的微小物体尺寸检测方法，其包括以下步骤：

(S1)调整并读取接收器的位置；

(S2)调整并读取夹具的位置；

(S3)通过接收器的感光阵列获取衍射图像；

(S4)确定衍射图像的中心；

(S5)统计衍射图像中心附近的衍射条纹间距，

(S6)判断条纹间距是否符合要求，若不符合要求，确定感光阵列与被测物体的间距L的调整位移量，并跳转至步骤(S1)；

(S7)对衍射图像中的条纹进行统计，得到条纹信息；

(S8)根据条纹信息、间距L以及平行光束的波长λ计算被测物体的宽度d。

8.根据权利要求7所述的一种微小物体尺寸检测方法，其特征在于，在上述步骤(S7)中对干涉图像中的干涉条纹做傅里叶变换，得到本征空间频率v作为条纹信息；并在步骤(S8)中采用公式d＝Lvλ计算被测物体的宽度d；其中L为感光阵列与被测物体的间距，λ为平行光束的波长。

9.根据权利要求7所述的一种微小物体尺寸检测方法，其特征在于，步骤(S7)中对干涉图像中心附近的条纹宽度求平均值δ，并将其作为条纹信息；在步骤(S8)中采用公式计算被测物体的宽度d；其中L为感光阵列与被测物体的间距，λ为平行光束的波长。