CN104613883B - 金属薄板印刷涂层的湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法，包括如下步骤：(1)将涂布前的金属薄板置于可X向运动的测厚平台上，装有激光双测头的扫描测厚机构可沿Y向移动，实现金属薄板XOY平面内若干点云数据的采集；(2)将涂布后的该金属薄板置于测厚平台的相同位置，沿原路径扫描测量；(3)对同一金属薄板涂布前后的数据，按差分测量原理进行数据处理，以得到被测点处的涂层厚度；(4)对所测厚度数据按最小二乘原理和三次样条插值算法拟合，得到金属薄板表面涂层厚度的三维图形，以此评估整个金属薄板表面涂层厚度的均匀性。本发明有效评估了金属薄板印刷涂层厚度的均匀性情况，为金属薄板涂布机构调整提供了依据。
Description
技术领域
本发明涉及金属薄板涂层湿膜厚度测量的技术领域，具体涉及一种金属薄板印刷涂层的湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法。
背景技术
金属薄板印刷工艺过程中，涂布是必不可少的步骤，而涂层厚度是影响涂布质量的重要因素之一，太厚、太薄或厚薄不均匀都会对附着力、抗冲击性和涂层表面硬度产生影响，因此对涂层厚度的检测尤为重要。
金属薄板印刷行业中常采用的检测方法为烘干后称重估算法，即在涂布完成后将金属薄板送入烘房，待涂层干透以后裁剪样板对其进行称重测量，以单位面积上的涂层质量来估算涂层的平均厚度，这种方法测量准确度不高，存在滞后性，且烘干后的涂层难以去除，若厚度不达标，易造成浪费。近年来，随着膜厚测量技术的快速发展，出现了一些其它测量方法，主要可分为接触式和非接触式两种，其中接触式测量方法是以机械式测量和超声波测量为主，这种接触式测量方法不能满足金属薄板印刷涂层湿膜的厚度测量；非接触式测量有射线式、涡流式、电容式、激光式等测量方法，其中激光测厚方法由于其测量精度高、稳定性好、无污染等优点被广泛应用，但目前采用激光双测头实现涂镀层高精度测量的方法大都为单点数据采集，即仅仅完成厚度测量的工作，例如专利《一种锂电池薄膜微位移测厚方法》(CN 103148790 A)中公开了一种采用双激光传感器测厚的测量原理和后续的相关数据处理方法，提到了对测量数据的去噪、滤波等处理，未涉及均匀性评估等技术方法；又如专利《板材板厚的激光测量装置》(CN 102706286 A)公开了一种采用上、下激光传感器进行板材板厚连续测量的装置，也未述及根据实际测量结果估算整个板材表面厚度情况的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法，以方便的对金属薄板印刷涂层湿膜厚度进行检测及均匀性评估。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法，采用激光双测头差分测厚技术，其测量如下：
设上、下激光测头之间的距离固定为W，涂布前，将金属薄板置于垂直于激光束方向的测厚平台上，以定位元件将其在X、Y方向上加以定位，由激光双测头分别测出距金属薄板上、下表面的距离h1和h2；将涂布后的该金属薄板置于测厚平台的相同位置，考虑到整个金属薄板表面存在一定的翘曲，假设由于摆放原因，测点处较涂布前在激光束方向上向上发生微小位移ε，测得上、下激光测头的测量值分别为h1’和h2’，设涂层湿膜厚度为H，根据几何关系得：
h1′＝h1-ε-H
h2′＝h2+ε
由以上两式，可得出涂层湿膜的厚度H为：
H＝(h1+h2)-(h1′+h2′)
从上式可以看出，在保证激光双测头之间的距离W不变的前提下，涂层湿膜厚度值H的大小只与激光双测头前后两次的测量值有关，这从原理上消除了金属薄板Z向位置变化和平台振动等对测量结果的影响，因此，使得该差分测量方法定点测量的精度主要取决于激光测头的精度；又因为金属薄板表面涂层湿膜厚度具有连续性，所以只要保证涂布前后测点位置对应，该差分测量方法即可运用到动态测量中进行涂层湿膜厚度测量，进而进行厚度均匀性评估。
作为优化：具体包括如下步骤：
步骤1：金属薄板涂布前后的测量：
步骤1.1：被测件金属薄板印刷涂布前，将其置于沿X向开有若干测量槽的测厚平台上，以定位元件将其在X、Y方向上加以定位；激光双测头固定于Y向扫描测厚机构上，分别位于金属薄板的上、下两侧；
步骤1.2：测量开始时，系统控制测厚平台沿X向匀速运动，上、下激光测头采集数据，分别记作h1(i)和h2(i)，其中i为测点数，i＝1,2,3,……,n，n为每条槽的最大测点数；当一条槽测量完毕，系统自动控制X向测厚平台停止运动，双测头停止采集，启动Y向扫描测厚机构移动一定距离，进入下一个测量槽进行测量，如此循环，直至采集完所有测量槽处的数据；测量结束后，将数据保存在指定路径下；
步骤1.3：对该金属薄板进行涂布处理，然后按照步骤1.1和步骤1.2对涂有湿膜的金属薄板沿原测量路径再次扫描测量，此时上、下激光测头测量数据分别记作h1’(i)和h2’(i)，i＝1,2,3,……,n；
步骤2：涂层湿膜厚度差分计算：
步骤2.1：金属薄板涂布前后两次测量结束后，对两组数据进行剔除异常值等预处理，保证数据稳定有效；
步骤2.2：根据公式H(i)＝[h1(i)+h2(i)]-[h1'(i)+h2'(i)]，对处理后的数据进行差分运算，得到金属薄板表面各个测点处的涂层湿膜厚度值；
步骤2.3：最后，根据公式
求取涂层湿膜厚度数据三均值，以表征湿膜平均厚度，其中，样本三均值；M0.25：样本上四分位数；M0.75：样本下四分位数；M：样本平均值；
步骤3：涂层湿膜厚度均匀性评估：
步骤3.1：考虑到差分运算得到的湿膜厚度数据参差不齐，直接进行曲面拟合难度较大且效果不理想，因此本发明提出，在进行均匀性评估拟合厚度曲面时，首先根据最小二乘原理对各个测量槽处的湿膜厚度数据单独进行多项式曲线拟合，即建拟合模型f(x,A)＝a0+a1x+a2x2+Λ+amxm，确定系数参数A＝(a0,a1,a2,…,am)使得拟合模型f(x,A)与实际观测值在各点处残差的加权平方和最小，每条槽单独拟合后的数据具备了各自测量槽处数据的趋势特征，较原始数据平滑稳定，为后续曲面拟合提供保障；
步骤3.2：根据最小二乘拟合结果y＝f(x)进行三次样条插值运算，求解整个金属薄板表面的湿膜厚度三次样条函数S(x)以绘制膜厚三维曲面图形；其中，三次样条函数S(x)是用分段三次多项式来逼近函数f(x,A)，具有拟合误差小、数据稳定等特点；
设膜厚曲线函数y＝f(x)在区间[a,b]上有n个等距采样点，即a＝x0<x1<…<xn＝b，则三次样条函数S(x)在每个子区间[xi,xi+1](i＝0,1,…,n-1)上都是三次多项式，且在整个区间[a,b]上有连续的二阶导数S”(x)。为求解金属薄板表面的涂层湿膜厚度三次样条函数S(x)，采用二次积分法：由于S(x)在每个子区间[xi,xi+1]上是三次多项式，故S”(x)在[xi,xi+1]上为线性函数，且可表示为：
其中，Mi＝S”(xi)，hi-1＝xi-xi-1，xi-1≤x≤xi，(i＝1,2,…,n)；
对上式及插值条件S(xi)＝yi，(i＝0,1,2,…,n)进行二次积分，可得出膜厚三次样条插值函数S(x)的表达式为：
其中，Mi可由函数S(x)在湿膜厚度样点xi处具有连续二阶导数的条件求得；然后将Mi代入S(x)公式，即可求解出涂层湿膜厚度三次样条函数S(x)；
步骤3.3：根据步骤3.2中得到的膜厚三次样条函数S(x)即可绘制金属薄板表面的涂层湿膜厚度三维曲面图形，直观显示整个金属薄板表面湿膜厚度分布情况，实现金属薄板表面涂层湿膜厚度的均匀性评估。
作为优化：所述测量和评估方法基于测量系统实现，所述测量系统主要包括X向金属薄板传送机构、Y向扫描测厚机构和运动控制系统；所述X向金属薄板传送机构包括开有若干测量槽的测厚平台和X向丝杠传动机构，测厚平台可沿X向运动；所述Y向扫描测厚机构包括O型扫描框和Y向同步齿形带传动机构，激光双测头固定于O型扫描框上，扫描框可沿Y向运动；所述运动控制系统通过运动控制卡驱动步进电机，从而控制X、Y向运动机构，实现激光双测头与金属薄板在XOY平面内的相对运动，完成涂层湿膜厚度的扫描面测量，为均匀性评估提供基础数据。
有益效果：本发明的有益效果为：
(1)激光双测头差分测量从原理上消除了机械振动等因素对测量结果的影响；此外，针对本发明涂层湿膜厚度测量所进行的金属薄板涂布前后测量值的差分运算，不仅省去了测厚前对激光双测头的间距W的标定环节，而且，由于同一测点前后两次测量的系统条件相同，因此，消除了例如测厚平台平面度等系统误差带来的影响。
(2)本发明根据若干点云数据拟合整个金属薄板表面的涂层湿膜厚度三维曲面图形，实现了对涂层湿膜厚度的均匀性评估，为金属薄板涂布装置的调整提供了良好的依据。
(3)本系统提出的直接对湿膜厚度进行检测的方法解决了传统烘干后称重估算均厚方法带来的准确度不高、存在滞后性、容易造成浪费等问题。
附图说明
图1是本发明测量系统整体结构图。
图2是本发明测量原理图。
图3是本发明测量流程图。
图4是本发明测量路径示意图。
图5是本发明均匀性评估结果图。
图中的标号名称：1.X向步进电机，2.测厚平台，3.金属薄板，4.O型扫描框，5.激光测头，6.Y向步进电机，7.运动控制卡，8.数据采集卡，9.涂层湿膜。
具体实施方式
结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
一种金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法是基于图1所示的测量系统实现的，该测量系统包括X向金属薄板传送机构、Y向扫描测厚机构和运动控制系统。所述X向金属薄板传送机构包括开有若干测量槽的测厚平台2和X向丝杠传动机构，测厚平台2可沿X向运动；所述Y向扫描测厚机构包括O型扫描框4和Y向同步齿形带传动机构，激光双测头固定于O型扫描框4上，扫描框4可沿Y向运动；所述运动控制系统通过运动控制卡7驱动步进电机1,6，从而控制X、Y向运动机构，实现激光双测头5与金属薄板3在XOY平面内的相对运动，完成涂层湿膜9厚度的扫描面测量，为均匀性评估提供基础数据。
本发明采用激光双测头差分测厚技术，其测量原理如图2所示：
设上、下激光测头5之间的距离固定为W，涂布前，将金属薄板3置于垂直于激光束方向的测厚平台2上，以定位元件将其在X、Y方向上加以定位，由激光双测头5分别测出距金属薄板3上、下表面的距离h1和h2；涂布后，将金属薄板3再次置于测厚平台2的相同位置。考虑到整个金属薄板表面存在一定的翘曲，假设金属薄板3由于摆放原因，测点处较涂布前在激光束方向上向上发生微小位移ε，测得上、下激光测头5的测量值分别为h1’和h2’，设涂层湿膜9厚度为H，根据几何关系得：
h1′＝h1-ε-H
h2′＝h2+ε
由以上两式，可得出涂层湿膜9厚度H为：
H＝(h1+h2)-(h1′+h2′)
从上式可以看出，在保证激光双测头5之间的距离W不变的前提下，涂层湿膜9厚度值H的大小只与激光双测头5前后两次的测量值有关，这从原理上消除了金属薄板3Z向位置变化和平台振动对测量结果的影响，使得该差分测量方法定点测量的精度主要取决于激光双测头的精度；又因为金属薄板表面涂层湿膜厚度具有连续性，所以只要保证涂布前后测点位置对应，该差分测量方法即可运用到动态测量中进行涂层湿膜厚度测量，进而进行厚度均匀性评估。
一种金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法，测量步骤如图3所示：
步骤1：金属薄板涂布前后的测量
步骤1.1：被测件金属薄板3印刷涂布前，将其置于沿X向开有测量槽的测厚平台2上，由定位元件加以定位；激光双测头5固定于Y向扫描测厚机构4上，并分别置于金属薄板3上、下两侧；
步骤1.2：测量开始时，系统复位，X、Y向运动机构处于测量初始位置；设置激光双测头5以及X、Y向运动机构的基本参数；启动测厚操作，系统按照图4的测量路径对金属薄板表面厚度信息进行采集，首先，系统控制测厚平台2沿X向匀速运动，上、下激光测头5采集数据，分别记作h1(i)和h2(i)，其中i为测点数，i＝1,2,3,……,n，n为每条槽的最大测点数，当一条槽测量完毕，系统自动控制X向测厚平台2停止运动，双测头5停止采集，启动Y向扫描测厚机构4移动一定距离，进入下一个测量槽进行测量，如此循环，直至采集完所有测量槽处的数据，测量结束后，将数据保存在指定路径下；
步骤1.3：对该金属薄板3进行涂布处理，然后按照步骤1.1和步骤1.2对涂有湿膜9的金属薄板3沿原路径再次进行扫描测量，此时上、下激光测头5测量数据分别记作h1’(i)和h2′(i)，i＝1,2,3,……,n。
步骤2：涂层湿膜厚度差分计算
步骤2.1：金属薄板3涂布前后两次测量结束后，对两组数据进行剔除异常值等预处理，保证数据稳定有效；
步骤2.2：然后根据公式H(i)＝[h1(i)+h2(i)]-[h1'(i)+h2'(i)]，对这处理后的数据进行差分运算，得到金属薄板3表面各个测点处的涂层湿膜9厚度值；
步骤2.3：根据公式
求取各个测量槽的湿膜9厚度数据三均值，表征各个槽的湿膜9平均厚度。其中，样本三均值；M0.25：样本上四分位数；M0.75：样本下四分位数；M：样本平均值。求取厚度数据三均值的过程，在MATLAB中调用其函数库中的prctile(X,25)和prctile(X,75)函数，分别计算样本上、下四分位数，以及mean(X)函数计算样本平均值，然后根据公式计算得出样本三均值。
步骤3：涂层湿膜厚度均匀性评估
步骤3.1：考虑到差分运算得到的湿膜9厚度数据参差不齐，直接进行曲面拟合难度较大且效果不理想，因此本发明提出，在进行均匀性评估拟合厚度曲面时，首先根据最小二乘原理对各个测量槽处的湿膜9厚度数据单独进行多项式曲线拟合，即建拟合模型f(x,A)＝a0+a1x+a2x2+Λ+amxm，确定系数参数A＝(a0,a1,a2,…,am)使得拟合模型f(x,A)与实际观测值在各点处残差的加权平方和最小，具体实施基于在MATLAB平台实现，调用polyfit(x,y,m)函数完成最小二乘多项式曲线拟合，其中m表示拟合多项式的阶数，以5条测量槽为例，曲线拟合结果见图5((a)～(e))。每条测量槽单独拟合后的数据具备了各自测量槽处数据的趋势特征，较原始数据平滑稳定，为后续曲面插值提供保障；
步骤3.2：根据最小二乘拟合结果y＝f(x)进行三次样条插值运算，求解整个金属薄板表面的湿膜9厚度三次样条函数S(x)以绘制膜厚三维曲面图形。其中，三次样条函数S(x)是用分段三次多项式来逼近函数f(x,A)，具有拟合误差小、数据稳定等特点。
设膜厚曲线函数y＝f(x)在区间[a,b]上有n个等距采样点，即a＝x0<x1<…<xn＝b，则三次样条函数S(x)在每个子区间[xi,xi+1](i＝0,1,…,n-1)上都是三次多项式，且在整个区间[a,b]上有连续的二阶导数S”(x)。为求解金属薄板表面的涂层湿膜9厚度三次样条函数S(x)，采用二次积分法：由于S(x)在每个子区间[xi,xi+1]上是三次多项式，故S”(x)在[xi,xi+1]上为线性函数，且可表示为：
其中，Mi＝S”(xi)，hi-1＝xi-xi-1，xi-1≤x≤xi，(i＝1,2,…,n)。
对上式及插值条件S(xi)＝yi，(i＝0,1,2,…,n)进行二次积分，可得出膜厚三次样条插值函数S(x)的表达式为：
其中，Mi可由函数S(x)在湿膜9厚度样点xi处具有连续二阶导数的条件求得。然后将Mi代入S(x)公式，即可求解出涂层湿膜9厚度三次样条函数S(x)。具体膜厚三次样条函数S(x)的求取基于MATLAB平台中csapi({x0,y0},z)函数实现，其中x0、y0分别代表观测点的横纵坐标，z代表观测点膜厚值；
步骤3.3：根据步骤3.2中得到的膜厚三次样条函数S(x)利用fnplt(S)函数绘制金属薄板表面的涂层湿膜厚度三维曲面图形，即可直观显示整个金属薄板3表面湿膜厚度分布情况，实现金属薄板3表面涂层湿膜厚度的均匀性评估，5条测量槽厚度数据曲面拟合结果如图5(f)所示。
对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法，其特征在于：采用激光双测头差分测厚技术，其测量如下：
设上、下激光测头(5)之间的距离固定为W，涂布前，将金属薄板(3)置于垂直于激光束方向的测厚平台(2)上，以定位元件将其在X、Y方向上加以定位，由上、下激光测头(5)分别测出距金属薄板(3)上、下表面的距离h1和h2；将涂布后的该金属薄板(3)置于测厚平台(2)的相同位置，考虑到整个金属薄板(3)表面存在一定的翘曲，假设由于摆放原因，测点处较涂布前在激光束方向上向上发生微小位移ε，测得上、下激光测头(5)的测量值分别为h1’和h2’，设涂层湿膜(9)厚度为H，根据几何关系得：
h1′＝h1-ε-H
h2′＝h2+ε
由以上两式，可得出涂层湿膜(9)的厚度H为：
H＝(h1+h2)-(h1′+h2′)
从上式可以看出，在保证激光双测头(5)之间的距离W不变的前提下，涂层湿膜(9)厚度值H的大小只与上、下激光测头(5)前后两次的测量值有关，这从原理上消除了金属薄板(3)Z向位置变化和平台振动对测量结果的影响，因此，使得该差分测量方法定点测量的精度主要取决于激光测头的精度；又因为金属薄板表面涂层湿膜厚度具有连续性，所以只要保证涂布前后测点位置对应，该差分测量方法即可运用到动态测量中进行涂层湿膜厚度测量，进而进行厚度均匀性评估；
所述的金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法，具体包括如下步骤：
步骤1：金属薄板涂布前后的测量：
步骤1.1：被测件金属薄板(3)印刷涂布前，将其置于沿X向开有若干测量槽的测厚平台(2)上，以定位元件将其在X、Y方向上加以定位；激光双测头固定于Y向扫描测厚机构(4)上，分别位于金属薄板(3)的上、下两侧；
步骤1.2：测量开始时，系统控制测厚平台(2)沿X向匀速运动，上、下激光测头(5)采集数据，分别记作h1(i)和h2(i)，其中i为测点数，i＝1,2,3,……,n，n为每条槽的最大测点数；当一条槽测量完毕，系统自动控制X向测厚平台(2)停止运动，上、下激光测头(5)止采集，启动Y向扫描测厚机构(4)移动一定距离，进入下一个测量槽进行测量，如此循环，直至采集完所有测量槽处的数据；测量结束后，将数据保存在指定路径下；
步骤1.3：对该金属薄板(3)进行涂布处理，然后按照步骤1.1和步骤1.2对涂有湿膜的金属薄板(3)沿原测量路径再次扫描测量，此时上、下激光测头(5)测量数据分别记作h1’(i)和h2’(i)，i＝1,2,3,……,n；
步骤2：涂层湿膜厚度差分计算：
步骤2.1：金属薄板涂布前后两次测量结束后，对两组数据进行剔除异常值预处理，保证数据稳定有效；
步骤2.2：根据公式H(i)＝[h1(i)+h2(i)]-[h1'(i)+h2'(i)]，对处理后的数据进行差分运算，得到金属薄板(3)表面各个测点处的涂层湿膜厚度值；
步骤2.3：最后，根据公式
求取涂层湿膜厚度数据三均值，以表征湿膜平均厚度，其中，样本三均值；M0.25：样本上四分位数；M0.75：样本下四分位数；M：样本平均值；
步骤3：涂层湿膜厚度均匀性评估：
步骤3.1：考虑到差分运算得到的湿膜厚度数据参差不齐，直接进行曲面拟合难度较大且效果不理想，因此本发明提出，在进行均匀性评估拟合厚度曲面时，首先根据最小二乘原理对各个测量槽处的湿膜厚度数据单独进行多项式曲线拟合，即建拟合模型f(x,A)＝a0+a1x+a2x2+…+amxm，确定系数参数A＝(a0,a1,a2,…,am)使得拟合模型f(x,A)与实际观测值在各点处残差的加权平方和最小，每条槽单独拟合后的数据具备了各自测量槽处数据的趋势特征，较原始数据平滑稳定，为后续曲面拟合提供保障；
步骤3.2：根据最小二乘拟合结果y＝f(x)进行三次样条插值运算，求解整个金属薄板表面的湿膜厚度三次样条函数S(x)以绘制膜厚三维曲面图形；其中，三次样条函数S(x)是用分段三次多项式来逼近函数f(x,A)，具有拟合误差小、数据稳定特点；
设膜厚曲线函数y＝f(x)在区间[a,b]上有n个等距采样点，即a＝x0<x1<…<xn＝b，则三次样条函数S(x)在每个子区间[xi,xi+1](i＝0,1,…,n-1)上都是三次多项式，且在整个区间[a,b]上有连续的二阶导数S”(x)；为求解金属薄板表面的涂层湿膜厚度三次样条函数S(x)，采用二次积分法：由于S(x)在每个子区间[xi,xi+1]上是三次多项式，故S”(x)在[xi,xi+1]上为线性函数，且可表示为：
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对上式及插值条件S(xi)＝yi，(i＝0,1,2,…,n)进行二次积分，可得出膜厚三次样条插值函数S(x)的表达式为：
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其中，Mi可由函数S(x)在湿膜厚度样点xi处具有连续二阶导数的条件求得；然后将Mi代入S(x)公式，即可求解出涂层湿膜厚度三次样条函数S(x)；
步骤3.3：根据步骤3.2中得到的膜厚三次样条函数S(x)即可绘制金属薄板表面的涂层湿膜厚度三维曲面图形，直观显示整个金属薄板表面湿膜厚度分布情况，实现金属薄板表面涂层湿膜厚度的均匀性评估。
2.根据权利要求1所述的金属薄板印刷涂层湿膜厚度差分测量及均匀性评估方法，其特征在于：所述测量和评估方法基于测量系统实现，所述测量系统主要包括X向金属薄板传送机构、Y向扫描测厚机构和运动控制系统；所述X向金属薄板传送机构包括开有若干测量槽的测厚平台(2)和X向丝杠传动机构，测厚平台(2)可沿X向运动；所述Y向扫描测厚机构包括O型扫描框(4)和Y向同步齿形带传动机构，激光双测头固定于O型扫描框(4)上，扫描框(4)可沿Y向运动；所述运动控制系统通过运动控制卡(7)驱动步进电机(1,6)，从而控制X、Y向运动机构，实现上、下激光测头(5)与金属薄板(3)在XOY平面内的相对运动，完成涂层湿膜(9)厚度的扫描面测量，为均匀性评估提供基础数据。
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Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
| CN108168446B (zh) * | 2016-03-30 | 2019-12-17 | 南通大学 | 基于红外反射法的金属薄板印涂湿膜厚度在线检测方法 |
| CN107796318A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-13 | 江苏金陵智造研究院有限公司 | 基于间接测量的多涂层厚度测量方法 |
| CN110021010B (zh) * | 2019-03-12 | 2021-05-25 | 吉利汽车研究院（宁波）有限公司 | 一种表面材料的检验方法 |
| CN110455204B (zh) * | 2019-09-18 | 2020-11-20 | 中北大学 | 一种固体火箭发动机封头段涂层厚度自动检测校正方法 |
| CN110906897B (zh) * | 2019-12-16 | 2022-02-01 | 唐山盈和瑞环保设备有限公司 | 一种在线钢板防腐涂层质量检验仪 |
| CN111307045A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-06-19 | 江门市安诺特炊具制造有限公司 | 一种热喷涂涂层厚度的检测方法及应用其的检测设备 |
| CN113125381B (zh) * | 2020-01-15 | 2023-04-11 | 日涂(上海)涂料研究开发有限公司 | 用于评价涂料湿膜遮盖力的检测方法和对比方法及其专用压板装置 |
| CN111678442B (zh) * | 2020-06-15 | 2021-11-19 | 南通理工学院 | 一种半封闭空间内壁涂层湿膜膜厚检测装置 |
| CN112697057B (zh) * | 2021-02-01 | 2022-09-20 | 南京耘瞳科技有限公司 | 一种送料皮带厚度检测方法 |
| CN112945075B (zh) * | 2021-02-06 | 2023-10-10 | 安徽国风新材料股份有限公司 | 一种bopp膜膜厚均匀性质量检测装置及其检测方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2707109A1 (fr) * | 1993-06-30 | 1995-01-06 | Pont A Mousson | Dispositif et procédé de mesure sans contact de revêtements internes de tuyaux de fonte. |
| US6967726B2 (en) * | 2003-10-03 | 2005-11-22 | Honeywell International Inc. | Means for in-place automated calibration of optically-based thickness sensor |
| CN201122093Y (zh) * | 2007-11-01 | 2008-09-24 | 比亚迪股份有限公司 | 厚度测量装置 |
| CN201791741U (zh) * | 2010-09-30 | 2011-04-13 | 宝山钢铁股份有限公司 | 检测薄规格板材横向厚度分布的测量装置 |
| CN102519372A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 常州工学院 | 锂电池电极的激光测厚装置及其工作方法 |
| CN102706286A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-10-03 | 哈尔滨工业大学 | 板材板厚的激光测量装置 |
| US8315834B2 (en) * | 2003-12-17 | 2012-11-20 | Siemens Energy, Inc. | System and method for measuring coating thickness |
| CN103148790A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-12 | 常州工学院 | 一种锂电池薄膜微位移测厚方法 |
| CN103940350A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-07-23 | 超威电源有限公司 | 涂板机在线极板测厚装置及测厚调整方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000346635A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Nkk Corp | 塗膜厚制御装置及び制御方法 |
| JP2001027815A (ja) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Sharp Corp | 電子写真感光体の製造方法 |
| JP2002129389A (ja) * | 2000-10-27 | 2002-05-09 | Kansai Paint Co Ltd | 電着塗装膜厚の測定方法及び装置 |
| JP4379870B2 (ja) * | 2004-03-16 | 2009-12-09 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 膜厚測定方法および膜厚測定装置 |
| DE102006052587A1 (de) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Mtu Aero Engines Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Schichtdicken |
-
2015
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2707109A1 (fr) * | 1993-06-30 | 1995-01-06 | Pont A Mousson | Dispositif et procédé de mesure sans contact de revêtements internes de tuyaux de fonte. |
| US6967726B2 (en) * | 2003-10-03 | 2005-11-22 | Honeywell International Inc. | Means for in-place automated calibration of optically-based thickness sensor |
| US8315834B2 (en) * | 2003-12-17 | 2012-11-20 | Siemens Energy, Inc. | System and method for measuring coating thickness |
| CN201122093Y (zh) * | 2007-11-01 | 2008-09-24 | 比亚迪股份有限公司 | 厚度测量装置 |
| CN201791741U (zh) * | 2010-09-30 | 2011-04-13 | 宝山钢铁股份有限公司 | 检测薄规格板材横向厚度分布的测量装置 |
| CN102519372A (zh) * | 2011-12-23 | 2012-06-27 | 常州工学院 | 锂电池电极的激光测厚装置及其工作方法 |
| CN102706286A (zh) * | 2012-06-25 | 2012-10-03 | 哈尔滨工业大学 | 板材板厚的激光测量装置 |
| CN103148790A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-12 | 常州工学院 | 一种锂电池薄膜微位移测厚方法 |
| CN103940350A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-07-23 | 超威电源有限公司 | 涂板机在线极板测厚装置及测厚调整方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于ARM的电池极板涂布厚度在线测控系统研究;张洪健;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》;20111215(第S2期);第1-9，50-57页 * |
| 涂膜激光测厚仪研究;吴文峰;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》;20130815(第08期);第1-32页 * |
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| Publication number | Publication date |
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