高反光表面冷凝测量系统与方法技术方案

本发明专利技术提供一种高反光表面冷凝测量系统与方法，其中测量方法适于测量一物体的高反光表面，包含以下步骤：降低该物体周围空气的温度、对该物体表面进行一光学扫描，以取得一电信号、处理该电信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种物体表面测量系统与方法，特别是针对物体表面具有高反光特性的冷凝测量系统与方法。现有技术随着科技进步，各项产品的表面加工越见平滑，也即是具有了高反光特性(reflectivity)，虽然增加了外观价值，但对于以光学设备进行表面测量或瑕疵检测而言，将因为高强度的反射光进入设备而影响了测量或检测的结果。
技术实现思路
有鉴于上述的问题，本专利技术提出一种利用微细液滴形成于物体表面而降低反光强度的表面测量系统与方法，以提升自动化非接触性光学测量的准确度。依据本专利技术所实现的一种表面冷凝测量方法，包括以下步骤：降低一物体周围空气的温度；对该物体表面进行一光学扫描，以取得一电信号；处理该电信号。依据本专利技术一实施例所实现的一种表面冷凝测量系统，包括：一平台；一光源，用以投射一入射光；一光电检测器，用以接收一反射光并转换成一电信号；至少一热电致冷模组，还包括一冷端板；一控制器，分别电连接以驱动该光源、该光电检测器、该热电致冷模组；以及一处理器，电连接该控制器以接收并处理该电信号。依据本专利技术另一实施例所实现的一种表面冷凝测量系统，包括：一平台，还包括一冷房；一光源，用以投射一入射光；一光电检测器，用以接收一反射光并转换成一电信号；一冷风出口，用以输入低温空气至该冷房；一控制器，分别电连接以驱动该光源、该光电检测器、该冷风出口；以及一处理器，电连接该控制器以接收并处理该电信号。依据本专利技术再一实施例所实现的一种表面冷凝测量系统，包括：一平台，还包括一前冷房与一后冷房；一光源，用以投射一入射光；一光电检测器，用以接收一反射光并转换成一电信号；一前冷风出口，用以输入一低温空气至该前冷房；一后冷风出口，用以输入另一低温空气至该后冷房；一控制器，分别电连接以驱动该光源、该光电检测器、该前冷风出口、该后冷风出口；以及一处理器，电连接该控制器以接收并处理该电信号。综上所述，本专利技术的表面冷凝测量系统与方法，是利用降低受测物体周围空气的温度，使微细水滴均匀附着于物体表面上，暂时性地提高其表面粗糙度以提升光学设备接收该表面反射光的准确度。以上有关于本专利技术实施内容的说明是用以示范与解释本专利技术的精神与原理，并且提供本专利技术的专利申请范围更进一步的解释。附图说明图1A～1B分别为镜面反射(1A)与漫反射(1B)的示意图；图2为依据本专利技术的以入射光经水珠产生漫反射的示意图；图3为依据本专利技术的表面冷凝测量方法的流程图；图4为依据本专利技术一实施例的表面冷凝测量系统的架构图；图5为依据本专利技术另一实施例的表面冷凝测量系统的架构图；图6为依据本专利技术再一实施例的表面冷凝测量系统的架构图。【符号说明】11处理器12控制器2光电检测器3光源31入射光32反射光50热电致冷模组51热端板52冷端板53冷房53-1前冷房53-2后冷房54冷风出口54-1前冷风出口54-2后冷风出口6平台或输送台7物体71表面Θ接触角D液滴、水珠S10～S30步骤具体实施方式以下在实施方式中详细叙述本专利技术的特征，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及附图，任何熟习相关技艺者应可轻易地理解本专利技术的用意。以下实施例是进一步说明本专利技术的观点，但非用以限制本专利技术的范围。图1A为说明产生所谓镜面反射(specularreflection)的示意图，当一物体的表面71，无论是平面或曲面，若为高度平滑或粗糙度(roughness)甚低时，当以平行入射光31投射至该表面71后，将依循相同于入射角的单一反射角反射，此平行反射光32若进入光学设备，将因为强度过大而无法进行检测。若该表面71不够平滑或粗糙度较高时，见图1B，平行入射光31虽然仍依循反射原理，但并非所有反射角都相同，此即所谓漫反射(diffusereflection)，光学设备接收反射光32后便能根据其强弱，进行处理以取得该表面的形貌(surfaceprofile)或瑕疵(defect)位置。图2为依据本专利技术的借助平行入射光经水珠产生漫反射，以说明如何暂时地提高物体表面粗糙度的示意图。由于某些物体，例如水龙头等卫浴五金，材质不论是金属或非金属，其表面71经过多次抛光或电镀完工后呈现出高度平滑，如此使得后续的非接触式光学设备，在进行测量或检测上便有困难，本专利技术通过暂时性地在该表面上主动形成多数微细的水珠(drop)，使得入射光31在水珠D上经过多次反射与折射，出射后的反射光32则各有不同的反射角，此情形等同于漫反射，也等同于提高了粗糙度而利于后续光学数据的取得与处理。本段说明虽以水珠为例，但并不以此为限。利用水珠或其他液体以微细形体附着于物体表面上时，因为不同的粗糙度与表面张力等原因，将产生不同的接触角θ(contactangle)，从而改变了反射角，见图2所示，此改变可根据物体材质、表面状况与测量作业等来选择，本专利技术以水珠为例是为稍后并不需要另行去除，若有其他限制或考虑，也可有不同的搭配，例如使用甲醇等，但仍要避免过小的接触角θ而产生润湿(wetting)现象，或过大的接触角θ而无法稳定地附着于物体表面上。请先参考图4，图4为依据本专利技术一实施例的一表面冷凝测量系统的架构图，以说明整体架构是如何实现将微细水珠形成于物体表面以进行测量。本系统例如包括有：一可置放具有表面71的物体7的平台6或输送台(未图示)、一光电检测器2、一光源3、至少一与物体7直接或间接接触的热电致冷模组50(thermoelectriccoolingmodule)及一处理器11，此处理器并经由一控制器12至少与上述光电检测器2、光源3与热电致冷模组50作电连接，以进行驱动控制、数据收集与处理等作业；上述平台6若具有移动或转动的功能时，则也需要与控制器12电连接；但若平台6为固定，则光电检测器2或光源3要能适度地相对移动以完成扫描，光源3与光电检测器2实体上可结合成单一设备。以上说明虽指明了各元件的数量与名称，但本专利技术并不以此为限。再如图4所示，热电致冷模组50包括了热端板51与冷端板52，其中冷端板52可以多数拼接的方式接合或装设于平台6的下方、上方或围成一封闭或开放的空间以置放物体7，或直接与物体7接触，以形成良好的热传导(heatconductivity)，以直接冷却该物体或降低该物体周围空气的温度。当物体7完成被置放于平台6上后，处理器11便命令控制器12驱动热电致冷模组50以产生热电效应(Peltier-Seebeckeffect)，冷端板52便间接或直接地冷却了与其接触的物体7与周围的空气，无论物体7是否为良好的热导体，空气中的水将被凝结于表面71上，也即形成了微细水珠D，此水珠D直径例如约略为0.1～2μm，视实际状况而定，但务使均匀地分布且稳定地附着于表面71上，接着光源3受到驱动向表面71投射入射光31，此入射光31例如为蓝光或红光，经水珠D反射后，反射光32则进入了光电检测器2并被转换成一电信号，再传送至处理器11进行处理，此处理例如包括产生该物体7的三维点云(pointcloud)数据或检出该表面71的瑕疵等，但不以此为限。以上若平台6改为输送台时，光源3与光电检测器2便可在不同位置对多数物体7进行连续地独立操作。图3为依据本专利技术的一表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高反光表面冷凝测量系统，包括：一平台；一光源，用以投射一入射光；一光电检测器，用以接收一反射光并转换成一电信号；至少一热电致冷模组，还包括一冷端板；一控制器，分别电连接以驱动该光源、该光电检测器、该热电致冷模组；以及一处理器，电连接该控制器以接收并处理该电信号。

【技术特征摘要】
2015.08.17 TW 1041267501.一种高反光表面冷凝测量系统，包括：一平台；一光源，用以投射一入射光；一光电检测器，用以接收一反射光并转换成一电信号；至少一热电致冷模组，还包括一冷端板；一控制器，分别电连接以驱动该光源、该光电检测器、该热电致冷模组；以及一处理器，电连接该控制器以接收并处理该电信号。2.如权利要求1所述的高反光表面冷凝测量系统，其中该控制器还电连接该平台，以驱动该平台移动或转动。3.如权利要求1所述的高反光表面冷凝测量系统，其中该冷端板与该平台接合以形成热传导。4.一种高反光表面冷凝测量系统，包括：一平台，还包括一冷房；一光源，用以投射一入射光；一光电检测器，用以接收一反射光并转换成一电信号；一冷风出口，用以输出一低温空气至该冷房；一控制器，分别电连接以驱动该光源、该光电检测器、该冷风出口；以及一处理器，电连接该控制器以接收并处理该电信号。5.如权利要求4所述的高反光表面冷凝测量系统，其中该控制器还电连接该平台，以驱动该...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪国峰，陈建志，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71