CN103471526B - 一种精确的平行度调节装置及调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种精确的平行度调节装置，包括分别用于承载两个待调元件的载体、用于支撑所述载体的两个可移动支架及三个视频显微镜；两个待调元件的待调面为平面，两个待调元件间距中心处正下方设有单色光源；两个可移动支架以两个待调元件的待调面大体平行且相对的方式排列，载体之一与其可移动支架通过至少三个贯穿二者的可调紧固件连接，可调紧固件上套装有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别抵在可调紧固件的头端和可移动支架上；视频显微镜的物镜设在两个待调元件的间隙的外缘处，三个视频显微镜的镜筒的中轴线位于同一平面内。本发明还提供了上述平行度调节装置的调节方法。本发明所提供的平行度调节装置可保证两个待调元件的平行度实时可调和检测。
Description
技术领域
本发明属于平行度检测技术领域，具体涉及一种精确的平行度调节装置及调节方法。
背景技术
在现有许多领域中，都可能要求两个元件达到一定的平行度，例如在利用Plunger测量原子核能级寿命实验中，要测量靶膜、阻停膜两瞙之间的距离，就要保证两膜具有较好的平行度，尤其在微小距离测量过程中，平行度对两膜之间的距离影响很大。国际上通常用目测法来检查两膜的平行度，该方法人为的因素很大，没有科学的依据和可靠的数据支持。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种精确的并可实时检测、调节的平行度调节装置及调节方法。
本发明的另一个目的是提供上述平行度调节装置的调节方法。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种精确的平行度调节装置，包括分别用于承载两个待调元件的载体、用于支撑所述载体的两个可移动支架以及三个视频显微镜；两个待调元件的待调面为平面，两个待调元件间距中心处正下方设有单色光源；两个可移动支架以两个待调元件的待调面大体平行且相对的方式排列，所述载体之一与其可移动支架通过至少三个贯穿二者的可调紧固件连接，所述可调紧固件上套装有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别抵在可调紧固件的头端和可移动支架上；三个视频显微镜的物镜设在两个待调元件的间隙的外缘处，三个视频显微镜的镜筒的中轴线位于同一平面内。
进一步，所述压缩弹簧的弹性伸展长度不超过1mm。
进一步，三个视频显微镜的镜筒的中轴线相互呈120度夹角。
更进一步，每个视频显微镜的单筒光学放大倍数为0.75X-5X，物镜倍数是5X。
本发明提供的一种精确的平行度调节装置的调节方法，包括以下步骤：
（1）检测之前，将三台视频显微镜的单筒放大倍数分别调到合适的值，根据视频显微镜的使用调节方法对每个视频显微镜进行校准，校准后在视频显微镜的配套显示器上出现两对相互垂直的刻线；
（2）然后移动两个可移动支架，使两个待调元件相距一定距离；
（3）打开单色光源，使光透过两个待调元件的待调面的间隙所形成的光缝显示在三个视频显微镜的显示器上；
（4）调节各个视频显微镜和可移动支架的位置，使出现在每个视频显微镜的显示器上的光缝位于该显示器的中央；
（5）用N标记检测次数，对应N个检测距离，用K标记在某一距离下是否调节紧固件，K=0表示未作调节，K=1表示已作调整，初始时N=0，K=0；
（6）对任一视频显微镜，调节视频显微镜配套操作手柄，使其配套的显示器上某一根水平刻线与光缝的下端对齐，保持不动；
（7）调节视频显微镜配套操作手柄，使显示器上的另一根水平刻线移动至光缝的上端，并与光缝的上端对齐；
（8）读取显示器上光缝在与水平刻线垂直方向上的距离值，并记录；
（9）判断三个显示器上光缝所在Y轴方向的距离值的均方差是否均在设定的误差范围内，若三个距离值的均方差不在设定的误差范围内，则调节可调紧固件的拧入程度，以调节两个平面的平行度，计K=1，并返回步骤(6），若三个距离值的均方差在设定的误差范围内，无需调节，计K=0，则检测次数加一，即N=N+1，并进入步骤（10），若K≠0，则使K=0、N=0，并改变两个待调元件之间的距离，返回步骤（6）；
（10）查看N是否大于或等于最小检测次数Nmin，若是则调节结束，平行度达到实验要求，否则改变两个待调元件之间的距离，并返回步骤（6）。
本发明通过设在可调紧固件和套装在可调紧固件上的压缩弹簧组成的简单机构就可以对待调元件进行俯仰和偏转调节，可实现实时调节，并同时检测平行度。
附图说明
图1-1是本发明提供的平行度调节装置的结构简图，图1-2是图1的左视图，为清楚显示的目的，图1-1中略去了其他两个方位上的视频显微镜（示于图1-2），图1-2略去了其中一个可移动支架；
图2是本发明提供的平行度调节装置的调节方法的流程图；
图3-1示出了本发明提供的平行度调节装置的一种具体实施方式的结构示意图，图3-2为图3-1所示结构的分解图，为清楚显示的目的，图3-1、3-2中略去了视频显微镜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。
结合图1-1、1-2所示，本发明所提供的一种精确的平行度调节装置，包括分别用于承载两个待调元件1的载体2、用于支撑所述载体2的两个可移动支架3以及三个视频显微镜6；两个待调元件1的待调面为平面，两个待调元件1间距中心处正下方设有单色光源7；两个可移动支架3以两个待调元件1的待调面大体平行且相对的方式排列，所述载体2之一与其可移动支架3通过至少三个贯穿二者的可调紧固件4连接，所述可调紧固件4上套装有压缩弹簧5，压缩弹簧5的两端分别抵在可调紧固件4的头端和可移动支架3上；三个视频显微镜6的物镜设在两个待调元件1的间隙的外缘处，三个视频显微镜6的镜筒的中轴线位于同一平面内（见图1-2）。
需要说明的是，本发明是针对微小不平行度的调节和检测，即两个待调元件1只是在目测条件下大体平行，因此，本申请在描述两个待调元件1的设置方式时采用待调面大体平行的措词。本发明要解决的问题就是将两个待调元件1的待调面从大体平行的状态调节到规定的平行度。
本发明的基本原理是三点决定一个平面，只要在三个位置处两个待调元件1边缘的间距都相等，那么两个待调元件1的待调面平行度良好，因此，本发明在两个待调元件1的间隙的外缘处设置三个视频显微镜，以观测两个待调元件1之间的间距。
本发明中，所述压缩弹簧6的弹性伸展长度不超过1mm，即针对微小不平行度进行调节和检测。
在优选的具体实施方式中，三个视频显微镜6的镜筒的中轴线相互呈120度夹角，例如，其中一个视频显微镜的物镜可以位于两个待调元件1间距中心处的正上方。
视频显微镜6的放大倍数可根据实验要求进行选择，通常可选单筒光学放大倍数为0.75X-5X、物镜倍数是5X的视频显微镜。
本发明中采用单色光源7，用以提供单色光，以保证所得光缝有良好的清晰度。
如图2所示，结合图1-1、1-2，本发明所提供的上述平行度调节装置的调节方法，包括以下步骤：
（1）检测之前，将三台视频显微镜的单筒放大倍数分别调到合适的值，根据视频显微镜的使用调节方法对每个视频显微镜进行校准，校准后在视频显微镜的配套显示器上出现两对相互垂直的刻线；
（2）然后移动两个可移动支架，使两个待调元件相距一定距离；
（3）打开单色光源，使光透过两个待调元件的待调面的间隙所形成的光缝显示在三个视频显微镜的显示器上；
（4）调节各个视频显微镜和可移动支架的位置，使出现在每个视频显微镜的显示器上的光缝位于该显示器的中央；
（5）用N标记检测次数，对应N个检测距离，用K标记在某一距离下是否调节紧固件，K=0表示未作调节，K=1表示已作调整，初始时N=0，K=0；
（6）对任一视频显微镜，调节视频显微镜配套操作手柄，使其配套的显示器上某一根水平刻线与光缝的下端对齐，保持不动；
（7）调节视频显微镜配套操作手柄，使显示器上的另一根水平刻线移动至光缝的上端，并与光缝的上端对齐；
（8）读取显示器上光缝在与水平刻线垂直方向上的距离值，并记录；
（9）判断三个显示器上光缝所在Y轴方向的距离值的均方差是否均在设定的误差范围内，若三个距离值的均方差不在设定的误差范围内，则调节可调紧固件的拧入程度，以调节两个平面的平行度，计K=1，并返回步骤(6），若三个距离值的均方差在设定的误差范围内，无需调节，计K=0，则检测次数加一，即N=N+1，并进入步骤（10），若K≠0，则使K=0、N=0，并改变两个待调元件之间的距离，返回步骤（6）；
（10）查看N是否大于或等于最小检测次数Nmin，若是则调节结束，平行度达到实验要求，否则改变两个待调元件之间的距离，并返回步骤（6）。
本发明提供的方法中，步骤（10）中Nmin至少为3。比如要在10，50，200μm三个检测距离下检测平行度，则Nmin=3。
本发明提供的平行度调节装置的调节方法，其调节目标是连续多个检测距离下都不需要调节可调紧固件就能使三个光缝的宽度的均方差均在设定的误差范围内。
实施例
图3-1、3-2示出了本发明提供的平行度调节装置应用在Plunger中的一种具体实施方式。
如图3-1所示，本实施例中的平行度调节装置设在移动平台15上，膜片8（即靶膜、阻停膜）分别展平在三角支撑架9上，通过挡片13压紧在三角支撑架9的中心处，三角支撑架9与六角支撑架10相连，其中三角支撑架9的三个角部通过平头螺丝14与六角支撑架10的其中三个角部连接在一起，六角支撑架10的另外三个角部连接在膜片支撑架11上，并且，阻停膜的六角支撑架10的三个角部与阻停膜支撑架11-2之间通过贯穿二者的三个可调螺丝12连接，可调螺丝12上套有压缩弹簧5（见图3-2）。靶膜支撑架11-1、阻停膜支撑架11-2以靶膜、阻停膜的相对面大体平行的方式设置。
为清楚显示的目的，图3-1、3-2中略去了本实施例平行度调节装置中的三个视频显微镜。在具体的结构中，三个视频显微镜6的物镜镜头设在靶膜、阻停膜之间间隙的外缘处，三个视频显微镜6的镜筒的中轴线位于同一平面中。靶膜、阻停膜间距中心处正下方设有单色光源7。
应用例
在原子核能级寿命测量实验Plunger中，虽然要求靶膜、阻停膜两膜平行，但在实际工作中，由于各种因素的影响使得靶膜、阻停膜的平行度不能完全达到规定的要求，在以往目测的实验条件下，两膜实际上处于大体平行的状态。
本例采用本发明图3所示的平行度调节装置，并根据图2所示的调节方法，在靶膜、阻停膜不同间距下进行平行度调节并同时检测，平行度数据如表1所示。
表1
| 显微镜A显示距离/μm | 显微镜B显示距离/μm | 显微镜C显示距离/μm | 平均距离/μm | 均方差/μm |
| 7.2 | 8.0 | 8.7 | 7.97 | 0.61 |
| 11.6 | 10.9 | 12.4 | 11.637 | 0.61 |
| 24.8 | 20.3 | 21.8 | 22.30 | 1.87 |
| 42.3 | 40.0 | 42.3 | 41.53 | 1.08 |
| 84.6 | 81.4 | 86.1 | 84.03 | 1.96 |
| 164.9 | 167.2 | 166.4 | 166.17 | 0.95 |
| 335.7 | 337.4 | 340.8 | 337.97 | 2.12 |
利用本发明提供的平行度调节装置进行平行度调节并同时检测后，虽然靶膜、阻停膜不是绝对的平行，但表1的数据表明，三个显微均方差为微米量级，对10mm直径的靶膜/阻停膜来说，引起的不平行度为量级，能够满足测量要求。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
Claims (5)
1.一种精确的平行度调节装置，其特征在于，包括分别用于承载两个待调元件的载体、用于支撑所述载体的两个可移动支架以及三个视频显微镜；两个待调元件的待调面为平面，两个待调元件间距中心处正下方设有单色光源；两个可移动支架以两个待调元件的待调面大体平行且相对的方式排列，所述载体之一与其可移动支架通过至少三个贯穿二者的可调紧固件连接，所述可调紧固件上套装有压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别抵在可调紧固件的头端和可移动支架上；三个视频显微镜的物镜设在两个待调元件的间隙的外缘处，三个视频显微镜的镜筒的中轴线位于同一平面内。
2.根据权利要求1所述的一种精确的平行度调节装置，其特征在于，所述压缩弹簧的弹性伸展长度不超过1mm。
3.根据权利要求1所述的一种精确的平行度调节装置，其特征在于，三个视频显微镜的镜筒的中轴线相互呈120度夹角。
4.根据权利要求3所述的一种精确的平行度调节装置，其特征在于，每个视频显微镜的单筒光学放大倍数为0.75X-5X，物镜倍数是5X。
5.权利要求1所述的一种精确的平行度调节装置的调节方法，包括以下步骤：
（1）检测之前，将三台视频显微镜的单筒放大倍数分别调到合适的值，根据视频显微镜的使用调节方法对每个视频显微镜进行校准，校准后在视频显微镜的配套显示器上出现两对相互垂直的刻线；
（2）然后移动两个可移动支架，使两个待调元件相距一定距离；
（3）打开单色光源，使光透过两个待调元件的待调面的间隙所形成的光缝显示在三个视频显微镜的显示器上；
（4）调节各个视频显微镜和可移动支架的位置，使出现在每个视频显微镜的显示器上的光缝位于该显示器的中央；
（5）用N标记检测次数，对应N个检测距离，用K标记在某一距离下是否调节紧固件，K=0表示未作调节，K=1表示已作调整，初始时N=0，K=0；
（6）对任一视频显微镜，调节视频显微镜配套操作手柄，使其配套的显示器上某一根水平刻线与光缝的下端对齐，保持不动；
（7）调节视频显微镜配套操作手柄，使显示器上的另一根水平刻线移动至光缝的上端，并与光缝的上端对齐；
（8）读取显示器上光缝在与水平刻线垂直方向上的距离值，并记录；
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（10）查看N是否大于或者等于最小检测次数Nmin，若是则调节结束，平行度达到实验要求，否则改变两个待调元件之间的距离，并返回步骤（6）。
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