非接触式钢板厚度测试仪
膜厚测试仪测试介绍
膜厚测试仪测试介绍
膜厚测试仪是一种用于测量涂覆在物体表面的膜层的厚度的仪器。
它
可以快速、准确地测量各种材料的膜层厚度，包括涂料、涂层、陶瓷、塑
料和金属等。
膜厚测试仪的主要原理是通过测量膜层与基底的界面之间的
干涉信号来确定膜层的厚度。
膜厚测试仪通常包括一个光源、一个反射镜和一个检测器。
光源产生
一束光线，经过反射镜后照射到待测样品的表面上。
一部分光线会被样品
的表面反射，形成反射光；另一部分光线会穿过膜层并与基底的界面发生
干涉，形成透射光。
透射光和反射光会重新汇集到检测器上，检测器会将
光信号转化为电信号进行处理。
为了获得准确的测量结果，膜厚测试仪通常需要进行一些校准和调整。
首先，需要校准仪器的零点，即在没有任何膜层的基准样品上进行零点校准。
然后，需要调整光源和检测器以确保光入射和光检测的准确性。
最后，进行测量时需要选择适当的参数，如光源强度、角度和测量时间等。
总之，膜厚测试仪是一种用于测量涂覆在物体表面的膜层厚度的仪器。
它基于光学干涉原理，通过测量干涉条纹的特征来确定膜层的厚度。
膜厚
测试仪具有快速、准确、非破坏性的优点，广泛应用于材料研究、质量控
制和品质检验等领域。
大成精密激光测厚仪
激光测厚仪是测量物体厚度的仪表，在工业生产中常用来检测产品的厚度，如钢板、钢带、纸张、铁板、铝板、橡胶、薄膜、漆膜、覆层、镀层、涂层、钢材等。目前市场上的激光测厚仪有很多种，下面小编来为大家讲解一下大成精密防辐射激光测厚仪：
8、驱动系统：高精度伺服驱动；
9、扫描架类型：大理石C型架。
相信很多人都知道，产品的厚度均匀性是最重要的指标之一，想要有效地控制材料厚度，厚度测试设备是必不可少的，但是具体要选择哪一类测厚设备还需根据材料的种类、厂商对厚度均匀性的要求、以及设备的测试范围等因素而定。大成精密设备有限公司具有各种类型的测厚仪，如有需要，欢迎到官网咨询了解。
二、防辐射激光在线测厚仪主要技术参数：
1、测量范围：0-1000um；
2、重复精度：±1um；
3、扫描速度：5-18m/min可调；
4、介质类型：激光；
5、测量原理：三角测距求差；
6、直接测量指标：厚度；
7、放射性防护指标：无放射性，对眼睛无伤害；
激光测厚仪的优点在于它采用的是非接触的测量，相对接触式测厚仪更精准，不会因为磨损而损失精度。
、适合测量类型：
锂电池极片冷轧：连续涂布冷轧、间隙涂布冷轧、条纹涂布冷轧。
钢板、钢带、纸张、铁板、铝板、橡胶、薄膜、漆膜、覆层、镀层、涂层、钢材
4、测量方式：
在线动态非接触测量。
一、激光在线测厚仪介绍
1、激光位移传感器：
利用三角形测量法，发射一束激光至极片表面，通过检测反光位置即可测量出极片的位置。
2、测厚原理：
测厚模块由两个激光位移传感器上下对射的方式组成的，上下的两个传感器分别测量被测体上表面的位置和下表面的位置，通过计算得到被测体的厚度。
IMS测厚仪在邯钢中厚度轧钢系统的应用
前曹 现代 工业 技 术 的发 展 ，金属 轧制 过 程 日趋 自动 化 、高速 化 ，人 们对 钢 板 厚度指 标的要 求也 不断提 高 ， 非接触 式测厚 仪 以其精度 高 、 应速度 快 、 反 便
焦 点 ：３ ｍ ５ ｍ ｍ ｘ ｍ
阳极角 度 ：３ ０。
波 束 宽度 ：４ ０。
应用技术
●Ｉ
Ｉ ＭＳ测厚仪在邯钢 中厚度 轧钢 系统 的应用
武海景 赵 自刚
０ ６ １） ５０５ （ 河北 钢铁 集 团邯钢 邯 宝分 公 测 厚仪系 统 于 ２ ０ ４０ ｍ ０ ８年 １ ０月安装 完成 。作 者通 过安 装过 程和 技术 资料 的吸 收， 结合 维护 保养 过程 中遇 到 的问题， 要 简 介绍 了 该测 厚 仪 的系 统 架 构 、技术 参 数 及 部分 日常 维护 要 点 。 ［ 关键 词］ 系统 软 件 数 据 中图分类号 ：Ｇ Ｔ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０９ ９ ４ （００ １— ３５ Ｏ １０ — １Ｘ ２ １）０ ００ 一 ｌ
模拟 时 间常 数 ：３ ３ ｓ ， ｍ 数 字 时间 常数 ０ １ ０ （ 调 ） ～ 可 ０ Ｓ 有效 时 间常数 ：（Ｃ ２ Ｔ Ｄ ） ， Ｔ Ａ ＋ Ｃ ２ ０ ５“ｍ 周期 Ｃ ． ｍ ａ２ ｓ 采 样时 间 ：０ ５ ｓ （ 数转 换） ，ｍ 模 处理 ／测量数 据输 出 时间 ：１ｍ （ｘ ｍ ） Ｏ ｓ ５ ２ ｓ 输 出刷新 速度 Ｔ Ｅ Ｏ ｓ Ｃ ：２ ｍ 信噪 比： ≤ ± ０ １％ 最 高达 ± １ ５ｕｍ ．５ ， ． 测量 精度 ： ≤± ０ １ ， 高达 ± ２ ¨ｍ ，％ 最 ８小时 漂 移 量 ： ≤ ± ０ ％ （ 高 测 量段 ，不 标 定 ） ．１ 最 空间温 度 对测 量量 值 的影 响：３ｕｍ ｌ ℃ ／ ０ ４ 系统特 点 ４ １系统 校准 为在 快速轧 制 中及 时得到轧制 金属 的实际厚度 ， 考虑待 测材料 轧制过程 中 的温度 、 倾斜 度 、 材料 上 油膜等 因素 的补偿 ， 厚仪 在ｘ 测 射线源 里装 有标样 组， 在测 厚前进 行 自校准 。通 过测 量辐射 束在 标准 组 中的衰减 量， 计算相 应数 值， 并把这些 动态校准 系数 的厚度 作为标准 点存储起 来， 工作 中经 过测量 计算 即 在 可快速 准确地 得 到实 际厚度 ， 与设定 厚度 比对计 算后 ， 经 根据 设定 的满 标偏转 量， 出偏 差信 号 ， 输 使测 量数据 和实 际材质 厚度 保持 一致 。 本系统 采用 零点校 准 程 序 、标 准 块 校准 程 序 、 预 吸 收 检 查 程 序 。 ４ ２数 据补偿 ． 温度 补偿 ：由于 ｘ射 线测 厚仪 检 测 的为 热态 钢 板厚度 ，直接 测量 结 果 会 和冷态 厚度 有 一定偏 差 ，为此 增加 了温度 补 偿系数 。 合 金补 偿 ：轧 制 材 质 有 变 化 时 ， 也会 给 测 量 带 来误 差 。为 此 需 将 不 同材质 的样 板 进行 检 测 ，计 算 出合 金 补 偿系 具 有 系统 自校准 功 能 。 ４ ３ Ｒ Ｉ１ ＡＩ 磁盘 阵列 ） 为确保 运行 过程 中数 据存储 空间 、存 储速 度和 安全 性 ，ｉ Ｓ ｒ ｅ 部 分 —ｅｖ ｒ 采用 了 ＲＩ １ 盘镜 像方式 ， 即两个硬 盘数 据始 终保持 同步 更新状 态 ，另外 ＡＤ 磁 系统 允许 第三块 硬盘 用 以保 存 调试后 的系统 参数 和用户 所 需的各种 数据 ，为 维护提供便 利。 ４ ４ 保护性 报警 ． 由于 ｘ射 线对 人体 有 害 ，系 统配 备 了 ｘ射 线状 态报 警灯 、断 流继 电器 、 温度继 电器 和手 动安 全锁 。当测 厚仪 工作异 常时 ，如温度 过 高或冷 却水关 闭 时，能及 时报 警 ，并 自动 切断 ｘ 线 ，防止 设备损 坏 。 在手动 锁锁 死后 ， 射 且 不 能接 通 ｘ射 线 ，确保 工 作 人 员 在维 护 、 点检 工 作 时 不 受到 意 外 伤害 。 ５影 响 系统性 能 的因 素及 维护 要 点 ５ １ 影响 系统性 能的 因素 ． （ １）ｃ 型 架 的开 口高 度 、空 间 温 度 、带 钢 厚 度 ； （ ２）氧 化 皮 对 带 钢 厚度 的 影 响由氧 化 皮 的密度 和 吸 收系数 决 定 ；（ ３）钢材 密度 、钢 板 与辐 射 光束 之 间的倾 角 。 ５ ２ 维护 要点 ． （ ）测 厚仪 的配套 设 施必 须 全部投 入 。闭环冷 却 系统 既 负责 ｘ光源 的 １ 冷却 ， 又负责 检测 器 的冷却 ，保 证测 厚仪在 正 常温度 下工 作， 以防止 射线 管温 度过 高， 缩短 其使 用寿命 ；确保 压缩 空气 的洁净 和压 力的稳 定， 以保 持型 架开 口内空气 的正压 和 进行 空气 清洗 ：（ ２）操 作 员须 精 心操 作 ，确保 检测 器 对 准放射 源， 射源 窗 口无 杂物 ， 样 的厚度准 确， 放 标 系统工 作正 常， 自动进 行工 可 作前调 零 、合金补 偿等 ；（ ）定 期检查 Ｃ型架周 围 的温度和 高温 计状态 ，检 ３ 查 Ｃ型架 的行 走机构 和 极限开 关 ，防止 Ｃ型架晃 动 ；（ ）轧制 工艺上 应确保 ４
测保护层厚度的仪器原理
测保护层厚度的仪器原理
测保护层厚度的仪器原理主要有以下几种：
1. X射线荧光光谱仪（XRF）：该仪器通过X射线照射样品表面，样品中的元素会发射出特定的荧光辐射。
根据荧光的特征能量和强度，可以确定保护层中特定元素的存在和浓度，从而推测出保护层的厚度。
2. 电子显微镜（SEM）：该仪器使用高能电子束照射样品表面，然后通过检测样品中反射、散射和透射的电子束来观察样品的微观形貌。
通过测量电子束透射的强度或图像处理，可以得到保护层表面的形貌信息，从而计算保护层的厚度。
3. 激光干涉仪（LSI）：该仪器使用激光束照射样品表面，通过检测激光束在保护层内的传播速度变化或激光束的相位差来测量保护层的厚度。
该原理适用于有透明性的保护层材料，如薄膜。
4. 面阻抗仪（SKPM）：该仪器通过将电极与样品接触并施加交变电压，然后测量样品表面电极电势变化来推测保护层的厚度。
保护层的厚度会影响电极电势的衰减情况，因此可以通过测量电势变化来计算出保护层的厚度。
这些仪器原理各有优劣，选择合适的仪器取决于具体的应用需求和样品特性。
RM 215 X射线测厚仪使用心得
RM 215 M1 X 射线测厚仪使用心得许宏祥（首迁自动化信息技术有限公司）摘要：本文介绍了X 射线测厚原理以及X 射线发生器和检测装置的结构，对RM215 X 射线测厚仪系统组成、校准、合金补偿、影响测量因素作了说明。
关键词 X 射线测厚仪 测量原理 系统组成 校准 合金补偿1 前言厚度是带材最重要质量指标，深受生产厂与用户的重视，其偏差直接影响市场占有率。
热轧过程中对厚度控制要求越来越高，RM215- M1-X 射线测厚仪提供在线厚度信息，厚度控制系统将可靠的在线厚度信息进行处理，发出正确指令控制执行机构工作。
X 射线测厚仪属于非接触式测厚系统，它越来越受到国内外同行重视。
本文结合迁钢2160热连轧线使用RM215X 射线测厚仪工作原理、组成、使用维护中的标定、补偿、精度分析等经验进行叙述。
2 测厚原理X 射线测厚仪是基于一定频带内的X 射线穿过被测物时部分射线被吸收而减弱的原理工作的。
如图1所示，当从X 射源发生器发出的强度为I 0的X 射线穿过带钢时，射线被带钢吸收一部分，透过带钢的强度减弱为I 的X 射线被射线检测器接受后转换为相应的电信号，被送到控制器快速进行计算和处理，最后得出厚度值。
它们有如下关系：000001X X X =l m l m l m h h h h I I h e I I e I eI e I e ρρμρμμμμρρμμμρ----=-------==（）式中测量前射线强度，与射线管上的高电压成函数关系；检测器检测到的射线强度；被带钢厚度；被测带钢的线吸收系数；被测带钢的质量吸收系数，与带钢的密度、合金成分和内部结构有关；被测带钢密度吸收系数即（密度）；自然对数底数。
对（1）式进行变换处理，可得到厚度的计算公式： 01(2)m I I ρμμh=㏑X 射线检测器输出电压V 与检测器检测到的X 射线强度I 有如下关系：V AI = 从吸收关系式0m h I I e ρμμ-=和检测器输出电压关系式V AI =可以得出下式： 0(3)m h V A I eρμμ-=整理得： 01==C ADDCON,K MULCON 4m mC K ρρμμμμ㏑AI 其中，；在软件中叫叫h=C -K ㏑V（）校准的过程就是根据: 标样厚度h(高标样厚度、低标样厚度) →高标样检测器电压V 1 、低标样检测器电压V 2→ C 、K 值的过程。
膜厚仪设备简介
膜厚仪膜厚仪又名膜厚测试仪，分为手持式和台式二种，手持式又有磁感应镀层测厚仪，电涡流镀层测厚仪，荧光X射线仪镀层测厚仪。
手持式的磁感应原理是，利用从测头经过非铁磁覆层而流入铁磁基体的磁通的大小，来测定覆层厚度。
也可以测定与之对应的磁阻的大小，来表示其覆层厚度。
目录使用步骤电涡流测量原理磁感应测量原理使用步骤测定准备（1）确保电池正负极方向正确无误后设定。
（2）探头的选择和设定：在探头上有电磁式和涡电流式2种类型。
对准测定对象，在本体上进行设定。
测定方法（1）探头的选择和安装方法：确认电源处于OFF状态，与测定对象的质地材质接触，安装LEP—J或LHP—J。
（2）调整：确认测定对象已经被调整。
未调整时要进行调整。
（3）测定：在探头的末端加肯定的负荷，即使用[一点接触定压式]。
捉住与测定部接近的部分，快速在与测定面成垂直的角度按下。
下述的测定，每次都要从探头的前端测定面开始离开10mm以上。
使用管状的东西连续测定平面时，假如采纳探头适配器，可以更加稳定地进行测定。
电涡流测量原理高频交流信号在测头线圈中产生电磁场，测头靠近导体时，就在其中形成涡流。
测头离导电基体愈近，则涡流愈大，反射阻抗也愈大。
这个反馈作用量表征了测头与导电基体之间距离的大小，也就是导电基体上非导电覆层厚度的大小。
由于这类测头专门测量非铁磁金属基材上的覆层厚度，所以通常称之为非磁性测头。
非磁性测头采纳高频材料做线圈铁芯，例如铂镍合金或其它新材料。
与磁感应原理比较，重要区分是测头不同，信号的频率不同，信号的大小、标度关系不同。
与磁感应测厚仪一样，涡流测厚仪也达到了辨别率0.1um，允许误差1%，量程10mm的高水平。
采纳电涡流原理的测厚仪，原则上对全部导电体上的非导电体覆层均可测量，如航天航空器表面、车辆、家电、铝合金门窗及其它铝制品表面的漆，塑料涂层及阳极氧化膜。
覆层材料有肯定的导电性，通过校准同样也可测量，但要求两者的导电率之比至少相差3—5倍（如铜上镀铬）。
五种常见镀层测厚仪类型及测厚方法
五种常见镀层测厚仪类型及测厚方法镀层测厚仪是一种常用的工具，用于测量各种物体表面的镀层厚度。
常见的镀层测厚仪类型有磁性涂层测厚仪、涡流涂层测厚仪、超声波涂层测厚仪、光学涂层测厚仪和放射性测厚仪。
下面将逐一介绍这些类型的测厚仪及其测厚方法。
1.磁性涂层测厚仪磁性涂层测厚仪主要用于测量金属表面的非磁性涂层厚度，如油漆、漆膜等。
它通过测量在测量位置上的磁场强度来确定涂层的厚度。
测厚仪工作时，将磁性涂层测厚仪放置在被测物体表面，仪器会产生一定强度的磁场，当磁场通过被测涂层时，由于涂层的存在，磁场会发生变化，通过测量磁场变化的大小，就可以确定涂层的厚度。
2.涡流涂层测厚仪涡流涂层测厚仪是用于测量金属表面涂层的工具。
它通过感应涡流的大小来确定涂层的厚度。
在测量过程中，测厚仪与被测物体表面接触，仪器会生成一定频率的交流电磁场，通过测量交流电磁场感应出来的涡流大小，就可以确定涂层的厚度。
3.超声波涂层测厚仪超声波涂层测厚仪是通过超声波的传播速度来确定涂层厚度的。
仪器会发射超声波，当超声波通过涂层时，会反射回来，通过测量超声波的传播时间和速度，就可以计算出涂层的厚度。
4.光学涂层测厚仪光学涂层测厚仪是用于测量透明涂层（例如玻璃、塑料等材料）的厚度。
测厚仪会发射一束可见光，当光线穿过透明涂层时，会发生反射和折射，通过测量反射和折射光的强度和角度，就可以计算出涂层的厚度。
5.放射性测厚仪放射性测厚仪是一种使用放射性同位素进行测量的测厚仪。
测厚仪内部放置有一个放射性同位素源，放射性同位素通过射线照射被测物体表面，当射线穿过涂层时，会发生衰减，通过测量射线衰减的程度，就可以确定涂层的厚度。
综上所述，常见的镀层测厚仪类型有磁性涂层测厚仪、涡流涂层测厚仪、超声波涂层测厚仪、光学涂层测厚仪和放射性测厚仪。
每种测厚仪都有其适用于不同材料和涂层类型的测厚方法，选择合适的测厚仪和测厚方法可以提高测量的准确性和精度。
测板厚机作业指导书
测板厚机作业指导书一、前言板厚机是一种用于加工板材的机械设备，其主要作用是通过对板材进行加工、切割和压平，使板材达到所需的厚度和尺寸要求。
为了确保操作人员的安全和作业效率，制定本作业指导书。
二、操作人员安全1.操作人员应接受相关培训，了解板厚机的工作原理、结构和操作要求。
只有经过培训并持有相关证书的人员才能操作板厚机。
2.操作人员必须戴上防护装备，包括安全帽、防护眼镜、耳塞、手套等。
避免因操作不当而造成的伤害。
3.在操作板厚机之前，操作人员必须检查设备的安全开关、限位开关等安全装置，确保其正常工作。
4.操作人员必须严格遵守作业流程和安全规范，禁止擅自更改或调整设备参数。
5.在操作板厚机时，操作人员必须专心致志，不得分心或与他人进行无关的交流。
三、设备调试准备1.检查设备的供电线路和接地线是否正常，设备的电源插座是否符合安全要求。
确保设备接通电源时电压稳定。
2.检查设备润滑系统的润滑油量是否足够，及时添加或更换润滑油。
3.检查设备刀具和刀尺的磨损情况，如有需要及时更换。
4.检查板材的尺寸要求，确认与设备参数相匹配。
5.检查紧固件是否松动，如有需要及时进行紧固。
6.在正式操作之前，进行设备的空载试运行，确保设备运行平稳、正常。
四、操作流程1.将板材放置在设备的前进轨道上，调整好板材的位置和固定装置，确保板材的稳定性。
2.按照板材的厚度要求，调整设备的切割厚度和速度参数。
3.按下设备的启动按钮，设备开始工作。
4.在设备运行的过程中，操作人员应保持警惕，时刻注意设备的工作状态和板材的位置。
5.当板材的厚度达到要求后，操作人员应按下停止按钮，设备停止工作。
6.定期检查设备的运行状态和润滑系统，及时进行维护和保养。
五、安全事项1.操作人员禁止将手部或其他物体靠近刀具区域，以免造成伤害。
2.操作人员禁止在设备工作过程中离开操作台，以免发生意外。
3.当设备出现异常情况时，操作人员应立即按下急停按钮，切断设备的电源，并报告相关人员。
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西安工业大学北方信息工程学院课程设计（论文）题目：非接触式钢板厚度测试仪系别：光电信息系专业：光电信息工程班级：B090104学号：B09010418姓名：韦华伟2012年10月29号目录第1章引言 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)第2章测量原理和方法论证 (2)2.1 检测系统的测量原理 (2)2.2 方案的可行性分析 (3)2.3 本章小结 (4)第3章系统设计 (4)3.1 光学系统设计 (4)3.2机械结构设计 (5)3.3 电路系统设计 (6)3.4 计算机软硬件系统设计 (15)第4章精度分析 (18)4.1 电路对测量精度的影响 (18)4.2 误差分析 (18)第5章总结 (19)参考文献 (20)第一章引言§1.1研究背景和意义传统的测量方法开始于接触式测量，这种测量方法检测效率低，劳动强度大，而且会使测量仪器的检测头发生磨损，从而造成仪器的测量精度下降。
毋庸置疑，科技的发展和社会的进步还没达到一个高度。
因此，在现代板材生产中，不论是轧制过程中还是最终产品的调整中，为获得较高的板材命中率和最佳的轧制过程及剪切效果，板材尺寸测量系统已成为生产线上不可缺少的设备之一。
第一台接触式速续测厚仪大约出现在1930年。
操作者用这台侧厚仪器去侧量铜材的厚度时, 必须把它推向待侧的钢带, 用机械的方法来测量距带材边沿几寸范围内的金属材料的厚度。
这种测量方法使用极其不便，而且测量精度也很低。
在我们看来，一般的物体尺寸的测量，无非长、宽、高（厚），三个方面，而厚度测量是生产中最常见的测量内容之一,常用量具是游标卡尺或千分尺,这些量具在使用时都必须和工件接触,虽然接触压力不大,但对一些特殊工件,在测量时不允许量具和工件接触,否则会在工件表面上留下压印或划痕，甚至有些测量环境环境下很难或无法进行接触式测量，那么，这就需要有一种新的方法来代替接触式测量. 随着科技大发展和生产力的要求，非接触式的测量方法出现了。
第一台成功的非接触式自动测厚仪应用了X射线吸收技术。
从此，非接触式测量方法开始了迅猛发展，其强大的功能和优点无法使传统的接触式测量望其项背，也为人类社会的发展，工业文明的进步做出了巨大的贡献。
激光测厚仪是近年来开发出的高科技实用型设备, 是用于热轧生产线上时在线式连续测量成材厚度的非接触式测量设备。
它有效地改善了工作环境, 具有测量准确、精度高、实用性好、安全可靠、无辐射、非接触式测量等人工测量及其它测量方法无法比拟的优点, 并为轧制钢材厚度控制提供了准确的信息, 从而提高了生产效率和产品质量, 降低了劳动强度度。
激光测厚仪使用两年多以来, 具不完全统计, 因板厚误差造成的废品率下降了50%以上, 创经济效益上亿元, 广泛地受到人们的肯定与赞赏。
我们有理由相信，在未来的发展过程中，激光测厚仪作为非接触测量领域的一个重要分支将更能发挥其作用。
§1.2国内外研究现状近50年来，随着现代化生产和加工技术的发展，对于加工零件的检测速度与精度有了更高的要求，向着高速度、高精度、非接触和在线检测方向发展。
利用CCD 技术对产品表面质量进行实时检测、动态测量，具有结构简单、非接触、精度高、测量速度快、性能稳定可靠等优点。
摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点。
CCD 产业前七大厂商皆为日系厂商，占了全球98.5％的市场份额，在技术发展方面，主要厂商应为索尼、飞利普，NEC和柯达公司。
国内目前钢板测宽仪,其结构复杂,控制繁琐,需要标定，以及及时维护,实时操作性差。
而本文所要研究的，是在原有的钢板在线测宽仪的基础上，提出了一种改良型的系统。
系统中采用经济的线阵CCD 成像系统,应用CPLD 与单片机结合采集与处理测量数据，和边缘细化技术提高测量精度。
整套系统结构简洁,成本低廉,抗干扰性能好，调试方便。
第二章测量原理和方案论证§2.1激光三角法的基本原理激光三角法的基本原理,由光源发出的一束激光照射在待测物体平面上 ,通过反射最后在检测器上成像。
物体表面的位置发生改变时,其所成的像在检测器上也发生相应的位移。
通过像移和实际位移之间的关系式 ,真实的物体位移可以由对像移的检测和计算得到。
其中：是投影光轴与成像物镜光轴的夹角α；β是光电测试器受光面与成像物镜光轴的夹角，而s和s’分别是物距和像距,d是传感器上的成像点的偏移 ,而δ为实际的物体表面的偏移。
系统的相关参数为：偏置距离D为从传感器到被测表面参考点的距离;测盘范围为最大能检侧到的物体表面的偏移,即|δ|引的最大值；测量精度,传感器的最小测量单位；分辨率一般指测量的纵向分辨率 ,为测量精度和测量范围之比；横向分辨率为待测物体表面上所取测量点的最小间距。
为了实现完美聚焦 ,光路设计必须满足斯凯普夫拉格条件；成像面、物面和透镜主面必须相交于同一直线 ,如下图2.1中X点所示。
系统的非线性的输人输出函数为：（2.1）（2.2）其中：为三角测量系统的固定参数。
当物体偏转δ较小时，(2.1)以近似为线性关系：（2.3）图2.1 激光三角法的原理框图激光三角法的另一项重要的参数为线性度,就是三角测量法输人和输出关系线性近似程度。
可以证明,在三角测量中,可以通过缩小测量范围,增大接收透镜的共扼矩,增大三角测量系统的角度,缩小接收透镜的放大倍率,达到线性测量的结果。
此外,由(2.1)式对d求导,得到输入输出曲线的斜率,即激光三角法的放大倍率ρ：（2.4）§2.2 方案的可行性分析根据2.1节，系统主要由以下几部分构成：1)．光电转换；2)．信号采集与处理的硬件实现；3)．信号采集与处理的软件实现；4)．信号与上位机的通信。
对于信号采集部分，现有的信号采集结构按其是否与信号处理部分分离可分为以下几类：第一种是模拟输入专用信号采集系统，该类系统将采集卡放置在计算机内部，采集卡的作用是进行A/D转换并通过计算机总线将数据送入计算机内存，用软件实现处理；第二种是模拟输入采集处理一体化结构，此种结构是将采集、量化集成到一块板卡上，一般由输入输出接口、A/D转换数字化单元、高速缓冲区和微处理单元构成，这种结构设计大大减轻了计算机的处理负荷，但增加了电路设计实现的难度；第三种是数字输入，是采集和处理部分分离的采集系统，这类系统的前端是数字输出的CCD相机，输出的数字化信号直接接入处理器，这种采集结构传输距离长、受外部干扰小开发简单。
经过对上述几种采集结构的分析，了解到第一种耗费计算机资源，实时性不高，不适合大量数据的实时处理；第二种是基于母板的二次开发，仍然受到一定的限制；第三种处理结构是为线阵CCD相机专门设计的处理系统，用户接口考虑到与相机积分时间同步，采用LVDS格式的数据串行传输，开发相对简单、成本低，因此，我们采用第三种数据采集结构。
激光辅助测量法，采用了线结构光。
激光从激光器发出,经过柱面透镜后汇聚成宽度很窄的光带,称为结构光。
该光平面以一定角度入射在工件上,在工件上产生反射和散射，并可已知投影光线的空间方向。
这种光源有多优势。
此外，这种测量方法较激光三角法和偏转差值法有结构简单的优势。
所以我们采用激光辅助测量法。
§2.3本章小结本章首先了介绍了尺寸检测系统的整体设计方案，接下来分别阐述各模块设计的理论依据。
在此基础上引出了本课题的技术方案和可行性分析及其性能特点。
第三章系统设计§3.1光学系统设计光学系统对成像质量有着十分重要的意义，它直接影响成像系统的工作距离、视场、分辨率、灵敏度和畸变等多项性能参数。
对其基本要求是成像清晰、透光率强、杂散光少、像面照度分布均匀、图像畸变小、足够的相对孔径等。
箱体通过支架固定于钢板正上方4米的平台，平台上安装微调装置。
该装置可在横向、纵向、垂直方向调节相机，使钢板正好可以成像到CCD中央位置。
设备安装时用带有发光管(发光光谱近似880C o钢板的发光光谱)的标准长尺，对CCD相机进行标定。
调节微调装置，使发光管诈好成像于CCD光敏阵列中央位置上，说明此时相机位置合格，可以进行在线检测。
设生产线上钢板宽度在2米左右，而所选CCD光敏面尺寸只有20.48mm，所以为使钢板宽度信息能完整的成像在光敏面上，相机最前端需要加一个光学镜头。
合理选择并安装光学镜头是保证清晰成像并获得正常视频信号的关键。
各种CCD光学镜头种类繁多，光学镜头的主要参数都不尽相同，合适的参数指标应根据不同接口、CCD光敏面光学格式、光圈、视场、焦距、F数等来确定。
根据待检钢板与传感器的参数，我们进行成像镜头的参数计算，主要从成像要求和照度匹配两方面来考虑镜头的选择。
本系统中选用镜头焦距35mm，相机安装在距钢板4m高的地方。
图3-1是简化的镜头成像原理图。
CCD 像敏面钢板图3.1 镜头成像原理图图中，物距为u ，像距为v ，像尺寸lx ，物体尺寸LX ，镜头焦距f ，半视角60。
对于检测系统来说，由于CCD 有效光敏面长度I=2048×10 μm=20.48mm ，钢板宽度2m ，则放大率13应满足如下要求：/20.48lx LX β<=㎜/2000㎜=0.01024 (3-1)又根据牛顿成像公式：//()v u f u f β==- (3-2)可知 39.6(1)u f ββ=<+㎜ (3-3) 所以系统中选择焦距为35mm 的F 口接口镜头。
此时放大倍数：35/40035β=-（）=0.0088半视角:a r c t a n (/2I f ω> (3-4) arctan(/2)(20.48/235)16.31I f =⨯= ㎜㎜，则视场角大于32.62 。
对于宽度为2m 钢板成像大小17.6lx LX β=⨯=㎜，钢板可完全成像到CCD 像敏面上，符合测量系统要求。
§3.2机械结构设计行走机构主要由步进电机、滚珠丝杠副、滑动导轨组成，采用的是丝杠转动螺母移动的方法。
步进电机的转轴通过联轴器和丝杠直接连接，丝杠跟随电机一起转动，从而把电机的转动转化为螺母的移动。
螺母上固定有螺母座，而螺母座又与安装在导轨滑块上的工作台底板连接，最终把电机的转动转化为工作台在导轨上的平动，实现传感器的位置移动。
3.2.1 步进电机的驱动系统行走机构的驱动是以步进电机作为主动元件的，如何控制步进电机的运动是现厚度实时测量的一个重要内容，传感器相对于被测钢板的运动是通过步进电机有规律的转动实现的，为了完成钢板厚度参数的采集，步进电机的驱动系统应该具有下列功能：步进电机能够启动和停止；能够实现正转和反转；步进电机能够在任何位置锁定。
在测量过程中，为了提高运动精度，步进电机以三相六拍方式工作。