一种试样厚度测量装置、测量方法及试样厚度计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种试样厚度测量装置、测量方法及试样厚度计算方法，包括用于通过缝隙光源照射试样两侧表面并成像至同一工业相机上的光学成像装置、用于夹持试样并带动试样运动的运动装置，光学成像装置包括用于向试样两侧照射缝隙光的两组照射组件和用于缝隙光成像的成像透镜组件，运动装置包括用于带动试样沿直线运动的X轴滑台以及用于带动试样旋转的旋转台，旋转台设置在X轴滑台上，旋转台上设置有用于夹持试样的试样夹持器，采用光学原理获得待测试样两面狭缝图像的差值，来获取待测试样的最小厚度，快速，高效，其结果可靠，无需对试样进行破坏，且测量的试样最小厚度精准度较高。

A measuring device, method and calculation method of sample thickness

The embodiment of the invention discloses a sample thickness measuring device, a measuring method and a sample thickness calculation method, including an optical imaging device for illuminating the surfaces on both sides of the sample through a slit light source and imaging to the same industrial camera, a moving device for holding the sample and driving the sample movement, and the optical imaging device includes two groups of irradiation groups for illuminating the slit light on both sides of the sample The moving device includes an X-axis sliding table for driving the sample to move along a straight line and a rotating table for driving the sample to rotate. The rotating table is arranged on the x-axis sliding table, and a sample holder for holding the sample is arranged on the rotating table. The difference between the slit images on both sides of the sample to be tested is obtained by using the optical principle, so as to obtain the most accurate image of the sample to be tested Small thickness, fast, high efficiency, reliable results, no need to destroy the sample, and the accuracy of the minimum thickness of the measured sample is high.

【技术实现步骤摘要】
一种试样厚度测量装置、测量方法及试样厚度计算方法
本专利技术实施例涉及试样厚度测量
，具体涉及一种试样厚度测量装置、测量方法及试样厚度计算方法。
技术介绍
液压鼓胀试样或者小冲杆试样在变形前是一种片形试样，在液压作用下进行变形，在变形后，试样有可能会破损，其中变形前的试样为一平板，试样处处厚度相等，可以利用千分尺测量任意一点，即可以获得试样厚度。变形后的试样在液压的作用下发生了变形，甚至有的区域已经发生了破损，由于试样不同处的变形不等，因此变形后试样厚度会随着试样的不同位置的变化而变化。目前较为常用的两种方法有：一种方法是采用千分尺逐点多次对变形后的试样进行测量，然后比较测量结果，取测量得到的厚度的最小值作为变形后试样的最小厚度。但是这种方法的缺点是需要多次测量比较，效率较低；同时测量所获得的最小厚度仅为测量值中的最小值，由于测量位置的不同，该最小值并不一定与试样真实的最小值一致。另一种方法是利用电火花切割或者机械切割，将试样切割成两块。之后再利用工具显微镜测量断面厚度的最小值。但这种测量方法需要分割试样，过程复杂，同时分割后的试样没有办法恢复，试样最小厚度的测量受试样分割的位置影响，测量结果仅为分割所得断面的最小厚度，而不是整个试样的最小厚度。目前的两种方法测量过程复杂，而且所测得最小厚度不一定是试样的最小厚度。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种试样厚度测量装置、测量方法及试样厚度计算方法，以解决现有技术中由于现有技术不成熟而导致的不能准确测量试样厚度的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，一种试样厚度测量装置，包括用于通过缝隙光源照射试样两侧表面并成像至同一工业相机上的光学成像装置、用于夹持试样并带动试样运动的运动装置，所述光学成像装置包括用于向试样两侧照射缝隙光的两组照射组件和用于缝隙光成像的成像透镜组件，所述运动装置包括用于带动试样沿直线运动的X轴滑台以及用于带动试样旋转的旋转台，所述旋转台设置在X轴滑台上，所述旋转台上设置有用于夹持试样的试样夹持器。进一步地，两组所述照射组件包括第一照射组件以及第二照射组件，所述第一照射组件包括垂直照射在试样一面上的左光源以及设置在左光源与试样之间的左缝隙光栅；所述第二照射组件包括垂直照射在试样另一面上的右光源和设置在右光源与试样之间的右缝隙光栅，所述左光源和右光源设置为平行光源，所述左光源与右光源发出的光线在同一平面内。进一步地，所述成像透镜组件包括用于成像的工业相机和设置在工业相机上的成像镜头、设置在试样与成像镜头之间用于将光线导入至成像镜头上的若干个反射镜、设置在成像镜头与反光镜之间用于滤光的半透镜。进一步地，所述X轴滑台设置为电控X轴滑台，所述旋转台设置为电控旋转台，所述电控X轴滑台和所述电控旋转台的运动均由步进电机控制。进一步地，所述运动装置设置为包括有电控X轴滑台和电控旋转台的双轴转台。进一步地，还包括用于避免外界杂散光源影响光路系统的暗箱，所述X轴滑台、旋转台以及光路系统均设置在暗箱内，所述暗箱表面做吸光处理。根据本专利技术实施例的第二方面，一种试样厚度测量装置测量试样厚度的方法，包括以下步骤S1、调整X轴滑台和旋转台位于初始位置；S2、控制X轴滑台的步进电机移动一个步进量；S3、控制旋转台的步进电机以一个步进量为单位旋转，直至旋转台旋转角度大于或等于360度，并在旋转台每旋转一个步进量的位置对试样进行取像动作；S4、循环步骤S2。根据本专利技术实施例的第三方面，一种试样厚度计算方法，包括以下步骤S1、对工业相机获取的试样的某一试样图像调用工业相机的接口程序，获得所述试样图像的当前工业数字图像；S2、对所述工业数字图像进行二值化处理，并获取左侧狭缝靠近右侧狭缝的边界线AB，以及右侧狭缝靠近左侧狭缝的边界线CD；S3、生成与所述边界线AB和所述边界线CD均相交的若干个等间距平行直线，所述等间距平行线与所述边界线AB相交的交点记为ai、与所述边界线CD相交的交点记为bj，每一个所述等间距平行线与边界线AB和所述边界线CD相交的交点记为一组交点；S4、生成交点坐标，并依次计算每一组ai和bj的距离，并取距离最小值；S5、将交点的距离最小值通过线性变换得到最小厚度。本专利技术实施例具有如下优点：利用在同一平面内的两个缝隙光源垂直照射试样的左右两个表面，由于试样发生了变形，因此缝隙光源照射在试样正反两个表面后所产生的光亮部分是在缝隙光源平面内的两条光亮带，设计光路将两条光亮带在同一工业CCD上成像。数字图像中，两条光亮带间最小像素距离与试样厚度成比例关系，计算可以得出当前光源照射位置试样的最小厚度，这种试样的测量方法利用计算机自动扫描测量不同位置试样的最小厚度，并进行比较得出试样的最小厚度，且快速，高效，其结果可靠，无需对试样进行破坏，且测量的试样最小厚度精准度较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例提供的一种试样厚度测量装置的光学成像装置结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种试样厚度测量装置的双轴转台结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种试样厚度测量装置的原始数字图像示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种试样厚度测量装置的数字图像二值化处理后的图像示意图；图5本专利技术实施例提供的一种试样厚度测量装置的最小厚度计算的原理图；图6本专利技术实施例提供的一种试样厚度测量装置的测量方法示意图。图中：1、左光源；2、左缝隙光栅；3、X轴滑台；4、旋转台；5、待测试样；6、右缝隙光栅；7、右光源；8、右反射镜；9、左反射镜；10、中央反射镜；11、半透镜；12、成像镜头；13、工业相机；14、暗箱；15、试样夹具；16、旋转台步进电机；17、X轴滑台步进电机；18、固定基座。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例：一种试样厚度测量装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试样厚度测量装置，其特征是：包括用于通过缝隙光源照射试样两侧表面并成像至同一工业相机(13)上的光学成像装置、用于夹持试样并带动试样运动的运动装置，所述光学成像装置包括用于向试样两侧照射缝隙光的两组照射组件和用于缝隙光成像的成像透镜组件，所述运动装置包括用于带动试样沿直线运动的X轴滑台(3)以及用于带动试样旋转的旋转台(4)，所述旋转台(4)设置在X轴滑台(3)上，所述旋转台(4)上设置有用于夹持试样的试样夹持器。/n

【技术特征摘要】
1.一种试样厚度测量装置，其特征是：包括用于通过缝隙光源照射试样两侧表面并成像至同一工业相机(13)上的光学成像装置、用于夹持试样并带动试样运动的运动装置，所述光学成像装置包括用于向试样两侧照射缝隙光的两组照射组件和用于缝隙光成像的成像透镜组件，所述运动装置包括用于带动试样沿直线运动的X轴滑台(3)以及用于带动试样旋转的旋转台(4)，所述旋转台(4)设置在X轴滑台(3)上，所述旋转台(4)上设置有用于夹持试样的试样夹持器。


2.根据权利要求1所述的一种试样厚度测量装置，其特征是：两组所述照射组件包括第一照射组件以及第二照射组件，所述第一照射组件包括垂直照射在试样一面上的左光源(1)以及设置在左光源(1)与试样之间的左缝隙光栅(2)；所述第二照射组件包括垂直照射在试样另一面上的右光源(7)和设置在右光源(7)与试样之间的右缝隙光栅(6)，所述左光源(1)和右光源(7)设置为平行光源，所述左光源(1)与右光源(7)发出的光线在同一平面内。


3.根据权利要求1所述的一种试样厚度测量装置，其特征是：所述成像透镜组件包括用于成像的工业相机(13)和设置在工业相机(13)上的成像镜头(12)、设置在试样与成像镜头(12)之间用于将光线导入至成像镜头(12)上的若干个反射镜、设置在成像镜头(12)与反光镜之间用于滤光的半透镜(11)。


4.根据权利要求1所述的一种试样厚度测量装置，其特征是：所述X轴滑台(3)设置为电控X轴滑台(3)，所述旋转台(4)设置为电控旋转台(4)，所述电控X轴滑台(3)和所述电控旋转台(4)的运动均由步进电机控制。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汉奎，张雪涛，徐彤，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11