一种薄膜在线激光测厚系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107796317A(43)申请公布日2018.03.13(21)申请号201711216778.6(22)申请日2017.11.28(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人周华民宋世典张云黄志高王云明谭鹏辉黄天仑(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人张彩锦曹葆青(51)Int.Cl.G01B11/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种薄膜在线激光测厚系统及方法(57)摘要本发明属于非接触式在线测厚领域，并具体公开了一种薄膜在线激光测厚系统及方法，包括大理石框架和设于大理石框架内部的C形架，大理石框架内顶部及底部设置有钢片和导轨；C形架具有上梁和下梁，上、下梁之间放置待测薄膜，上梁上下端部设置第一、第二激光位移传感器，第一、第二激光位移传感器分别用于测量各自发射点到钢片及待测薄膜上表面的距离，下梁上下端部设置第三激光位移传感器和滑块，第三激光位移传感器用于测量待测薄膜下表面到其发射点的距离，滑块与导轨滑动配合，并可沿导轨做来回水平直线运动。所述方法采用所述测厚系统进行厚度测量。本发明可消除测量偏差，提高测量精度，适用于微米级及以下的高精度激光测厚应用场合。CN107796317ACN107796317A权利要求书1/2页1.一种薄膜在线激光测厚系统，其特征在于，包括大理石框架(1)和设于该大理石框架(1)内部的C形架(3)，其中：所述大理石框架(1)的内顶部设置有钢片(2)，内底部设置有导轨(9)，该钢片(2)表面抛光并紧贴于大理石框架的内顶部，该导轨(9)沿大理石框架的长度方向设置；所述C形架(3)具有上梁和下梁，并且上梁和下梁之间的区域用于放置待测薄膜(6)，所述上梁的上、下端部分别设置有第一激光位移传感器(4)和第二激光位移传感器(5)，该第一激光位移传感器(4)用于发射激光束至钢片(2)表面以测量钢片到第一激光位移传感器的发射点的距离，该第二激光位移传感器(5)用于发射激光束至待测薄膜(6)的上表面，以测量待测薄膜(6)上表面到第二激光位移传感器的发射点的距离，所述下梁的上、下端部分别设置有第三激光位移传感器(7)和滑块(8)，该第三激光位移传感器(7)用于发射激光束至待测薄膜(6)的下表面，以测量待测薄膜(6)下表面到第三激光位移传感器的发射点的距离，该滑块(8)与所述导轨(9)滑动配合，并在驱动源的作用下沿导轨做来回水平直线运动。2.如权利要求1所述的薄膜在线激光测厚系统，其特征在于，所述第一激光位移传感器(4)、第二激光位移传感器(5)和第三激光位移传感器(7)发射的激光光束在同一条直线上。3.如权利要求1或2所述的薄膜在线激光测厚系统，其特征在于，所述大理石框架(1)的一侧设置有矩形通孔，该矩形通孔的尺寸大于C形架(3)的尺寸，以便于C形架(3)沿导轨来回运动。4.如权利要求1所述的薄膜在线激光测厚系统，其特征在于，所述激光测厚系统还设置有数据处理模块，该数据处理模块包括激光控制器(11)、运动控制卡(13)和中央处理单元(14)，所述激光控制器(11)同时与所述第一激光位移传感器(4)、第二激光位移传感器(5)和第三激光位移传感器(7)以及中央处理单元(14)相连，以用于将各个激光位移传感器测得的距离数据实时传输给中央处理单元(14)；所述运动控制卡(13)同时与所述驱动源和所述中央处理单元(14)相连，以用于从驱动源上获取反映待测薄膜在水平直线输送过程中每个测量位置的坐标值；所述中央处理单元(14)基于来自所述第一激光位移传感器(4)、第二激光位移传感器(5)和第三激光位移传感器(7)的距离数据以及来自所述运动控制卡(13)的坐标值，计算待测薄膜的厚度。5.如权利要求1-4任一项所述的薄膜在线激光测厚系统，其特征在于，所述驱动源优选为驱动电机，所述待测薄膜优选为带材，进一步优选为厚度为微米量级的锂电池极片或者金属箔材。6.一种薄膜在线激光测厚方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)C形架(3)在驱动源的作用下沿导轨来回运动，每运动至一个位置，第一激光位移传感器(4)发射激光束至钢片(2)表面，测量钢片到第一激光位移传感器的发射点的距离，第二激光位移传感器(5)发射激光束至待测薄膜(6)的上表面，测量待测薄膜(6)上表面到第二激光位移传感器的发射点的距离，第三激光位移传感器(7)发射激光束至待测薄膜(6)的下表面，测量待测薄膜(6)下表面到第三激光位移传感器的发射点的距离；(2)根据测量获得的钢片到第一激光位移传感器的发射点的距离、待测薄膜(6)上表面到第二激光位移传感器的发射点的距离、待测薄膜(6)下表面到第三激光位移传感器的发射