CN112179288A - 基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及零件形状测量技术领域，公开了一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括沿一直线方向依次设置的一个光源、第一挡光板、第二挡光板、光强接收器；所述光源、第一挡光板、光强接收器的位置固定，所述第二挡光板限位安装且能够横向直线移动；所述第一挡光板上设置N个平行的条状透光孔；所述第二挡光板上设置至少N个平行的条状挡光条；所述光强接收器主要是由N个相同的条状的光强传感器依次并排组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N为正整数。所述测量装置结构简单，基于折射偏光强度信息处理，可精确测量出零件外形。

Description

基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体的说，是一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置及测量方法。

背景技术

世纪八十年代，3D打印技术诞生了，并不仅限于传统的“去除”加工方法，而且3D打印是一种自下而上的制造方式，也称为增材制造技术，其实现了数学模型的建立。 3D打印技术自诞生之日起就受到人们的广泛关注，因此获得了快速发展。近几十年来，3D打印技术已成为人们关注的焦点。工业设计，建筑，汽车，航空航天，牙科，教育领域等都被应用，但是其应用和开发仍然受到因素的限制。除了仪器设备和印刷程序参数外，制件的外形检测也是影响3D打印产品质量的关键因素。

在现有的产品外形测量技术中，“申请号：TW102115131；申请日：2013-04-26；公开（公告）号：TWI573984B；公开（公告）日：2017-03-11；发明创造名称：图像匹配系统及方法”的中国台湾专利，公开了一种图像匹配系统及方法，其包括：接收用户光栅的频率种类数、每种频率光栅的周期数、及相移次数；控制投影仪将M种不同频率的光栅依次根据相移次数投影到待测物体的表面，并记录在每一种频率及每一次平移下由两个摄像机各拍摄的N幅光栅图像；计算每个图元点在每幅光栅图像中的光强；根据N步相移法计算图元点在每一种频率光栅下的相位主值；根据图元点在M种不同频率的光栅下的相位主值计算每个图元点的相位以得到第一相位灰度图及第二相位灰度图；匹配第一相位灰度图及第二相位灰度图中的所有图元点以得到所需的图像。

发明内容

本发明提供了一种不同于现有技术的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置及测量方法，采用极为简单的结构即可得到精度较高的测量结果。

本发明通过下述技术方案实现：

首先，本发明提供了一系列基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置。根据测量装置中挡光板的数量将其分为两大类：第一大类，所述测量装置中挡光板的数量为2；第二大类，所述测量装置中挡光板的数量为1。相对而言，测量装置中仅设置1个挡光板时其测量精度要比同时设置2个挡光板时的测量精度低，但能适用于测量要求不高的情况，而且测量装置结构更为精简。

进一步地，根据挡光板数量划分的两大类测量装置，又都可以根据挡光板上透光单元的形状及分布方式分为两小类：第一小类，所述遮光板上透光单元的形状为呈条状的条状透光孔，且多个条状透光孔平行分布；第二小类，所述遮光板上透光单元的形状为呈方格形的方形透光孔，且方形透光孔矩阵式分布。由此，本发明在同一技术构思下，形成了四种典型的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置的技术方案。

第一种典型的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构如下：

一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源、光强接收器以及第一挡光板和第二挡光板两个挡光板；一个光源、第一挡光板、第二挡光板、光强接收器沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器的第二挡光板与第一挡光板之间为放置待测件的空间；所述光源、第一挡光板、光强接收器的位置固定，所述第二挡光板限位安装且能够横向直线移动；

所述第一挡光板上设置N个平行的条状透光孔；所述第二挡光板上设置至少N个平行的条状挡光条；所述光强接收器主要是由N个相同的条状的光强传感器依次并排组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N为正整数。

无待测件时，光源发出的光束经第一挡光板后形成N束被分割光束，N束被分割光束、第二挡光板上的N个条状挡光条、光强接收器上的N个光强传感器位置对应；此时，延伸N束被分割光束的光路，相当于去除第二挡光板，则对应在光强接收器的N个光强传感器上的N束被分割光束的横向中心距相等。

放置待测件进行测量时，光源发出的光束通过第一挡光板后分割形成N束被分割光束并射向待测件，被分割光束经过待测件后继续射向第二挡光板；所述第二挡光板上的N个条状挡光条与N束被分割光束的位置对应，照射到第二挡光板上的被分割光束被第二挡光板上的条状挡光条部分遮挡后形成落在光强传感器上的测量光束。

进一步地，为了简化结构，通常将第二挡光板设计成挡光条本身宽度与两个挡光条之间的镂空部宽度均相等的结构，且挡光条本身的宽度与光强传感器的宽度相当。此处宽度相当是指宽度相同或者二者尺寸相差较小。

更进一步，延伸N束被分割光束的光路（相当于去除第二挡光板）时，对应在各个光强传感器上被分割光束的辐照区域与光强传感器的有效接收面的区域刚好吻合，或者，被分割光束辐照在光强传感器上的区域略小于光强传感器的有效接收面的区域。

第二种典型的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构如下：

一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源、光强接收器以及第一挡光板和第二挡光板两个挡光板；一个光源、第一挡光板、第二挡光板、光强接收器沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器的第二挡光板与第一挡光板之间为放置待测件的空间；所述光源、第一挡光板、光强接收器的位置固定，所述第二挡光板限位安装且能够横向直线移动以及纵向直线移动；

所述第一挡光板、第二挡光板均为格栅结构，所述第一挡光板的格栅结构具有N×M个矩阵分布的方形透光孔，所述第二挡光板的格栅结构具有P×Q个矩阵分布的方形透光孔；所述光强接收器主要是由N×M个相同的块状的光强传感器呈矩阵分布而组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N、M、P、Q均为＞1的正整数，且N≤P，M≤Q。

无待测件时，光源发出的光束经第一挡光板后形成N×M束被分割光束，N×M束被分割光束、第二挡光板上的P×Q个方形透光孔、光强接收器上的N×M个光强传感器位置相对应；此时，延伸N×M束被分割光束的光路，相当于去除第二挡光板，则对应在光强接收器的N×M个光强传感器上的N×M束被分割光束的横向中心距相等、纵向中心距相等。

放置待测件进行测量时，光源发出的光束通过第一挡光板后分割形成N×M束被分割光束并射向待测件，被分割光束经过待测件后继续射向第二挡光板；所述第二挡光板上的格栅结构与N×M个光强传感器的位置对应，照射到第二挡光板上的被分割光束被第二挡光板上的格栅结构部分遮挡后形成落在光强传感器上的测量光束。

进一步地，为了简化结构，通常将第二挡光板设计成方形透光孔为正方形且方形透光孔的边长及相邻两个方形透光孔的中心距均相等的结构，且方形透光孔的镂空区域与光强传感器的有效接收面的区域相当。此处区域相当是指二者尺寸相差较小。

更进一步，延伸N×M束被分割光束的光路（相当于去除第二挡光板）时，对应在各个光强传感器上被分割光束的辐照区域与光强传感器的有效接收面的区域刚好吻合，或者，被分割光束辐照在光强传感器上的区域略小于光强传感器的有效接收面的区域。

第三种典型的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构如下：

一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源、光强接收器以及第二挡光板一个挡光板；一个光源、第二挡光板、光强接收器沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器的第二挡光板与光源之间为放置待测件的空间；所述光源、光强接收器的位置固定，所述第二挡光板限位安装且能够横向直线移动；

所述第二挡光板上设置N个平行的条状挡光条；所述光强接收器主要是由N个相同的条状的光强传感器依次并排组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；

放置待测件进行测量时，光源发出的光束先照射到待测件再通过第二挡光板后分割形成N束测量光束，N束测量光束刚好对应的照射在N个条状的光强传感器上，且落在光强传感器上的测量光束的横向中心距相等。

无待测件时，光源发出的光束直接射向第二挡光板，被第二挡光板部分遮挡后落在光强接收器的N个光强传感器上，且每一束测量光束对应一个光强传感器。

放置待测件进行测量时，光源发出的光束先照射到待测件再继续射向第二挡光板，被所述第二挡光板上的N个条状挡光条部分遮挡后形成落在光强传感器上的测量光束，且从两个相邻条状挡光条之间穿过的同一组测量光束均落在同一个光强传感器上。

进一步地，为了简化结构，通常将第二挡光板设计成挡光条本身宽度与两个挡光条之间的镂空部宽度均相等的结构，且挡光条本身的宽度与光强传感器的宽度相当。此处宽度相当是指宽度相同或者二者尺寸相差较小。

第四种典型的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构如下：

一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源、光强接收器以及第二挡光板一个挡光板；一个光源、第二挡光板、光强接收器沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器的第二挡光板与光源之间为放置待测件的空间；所述光源、光强接收器的位置固定，所述第二挡光板限位安装且能够横向直线移动以及纵向直线移动；

所述第二挡光板均为格栅结构，所述第二挡光板的格栅结构具有P×Q个矩阵分布的方形透光孔；所述光强接收器主要是由N×M个相同的块状的光强传感器呈矩阵分布而组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N、M、P、Q均为＞1的正整数，且N=P，M=Q。

无待测件时，光源发出的光束直接射向第二挡光板，被第二挡光板的格栅结构部分遮挡后落在光强接收器的N×M个光强传感器上，且每一束测量光束对应一个光强传感器。

放置待测件进行测量时，光源发出的光束先照射到待测件再继续射向第二挡光板，被所述第二挡光板上的格栅结构分割形成测量光束，落在光强传感器上。

进一步地，为了简化结构，通常将第二挡光板设计成挡光条本身宽度与两个挡光条之间的镂空部宽度均相等的结构，且方形透光孔的镂空区域与光强传感器的有效接收面的区域相当。此处区域相当是指二者尺寸相差较小。

进一步地，上述四种典型结构的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，其光源通常采用纯色光源，尤其是纯卤素灯。当然，本发明中光源也可以是产生红外线等不可见光的光源。

进一步地，针对第一种、第二种典型的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构，两个挡光板通常设计成一样的结构，方便相互替换使用。而且，为了方便测量操作，通常使挡光板上遮光用的横杆的宽度与光强传感器的宽度一样。

本发明还提供了一套基于上述基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置进行3D打印零件等待测件平面外形测量的方法。此时，测量方法的核心思想就在于，移动第二挡光板，使光强接收器至少采集两组照光信息，并由中央处理器根据采集的照光信息计算出相位信息，从而获得待测件的平面外形。测量方法利用现有技术中结构光测量原理，通过相位差得到物体表面轮廓，此技术属于公知技术，不再赘述。

如背景技术中所引用的“公开（公告）号：TWI573984B”的这类现有技术，主要是利用结构光捕捉光栅轮廓边缘。一是，在捕捉光栅轮廓边缘的时候，经常会产生一些不可控的误差。目前普通结构光采用普通白光或格栅照射的话，其测量精度为0.2mm到0.1mm，测量精度比较弱。二是，普通结构光的话，光栅照射在物体上之后会产生畸变，需要通过CCD相机等设备捕捉这个畸变，并内置计算畸变。

而本发明基于相同技术构思提供的上述一系列测量装置，在测量开始就先完成标定，其测量精度取决于每个光强传感器的尺寸：光强传感器尺寸越小，测量装置的测量精度越高。而目前市场上，光强传感器可以做到10μ，因此我们测量装置的精度就能做到10μ，明显比现有技术的测量精度高得多。而且，随着技术进步，当光强传感器尺寸做的更小的时候，本发明所述测量装置的测量精度也就更高。另一方面，本申请技术方案中光源照射后可以直接得到光强，而不需要再配置CCD相机等设备，不仅降低整套设备的成本，而且减少中间控制误差，进一步提高测量精度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明提供的一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，基于折射偏光强度信息处理技术，采用极为简单的结构就可精确测量出零件外形；

（2）本发明提供的一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，测量结果的精度明显高于同价位其他测量装置。

附图说明

本发明结合下面附图和实施例作进一步说明，但并不将此限制在本发明所述的实施范围内。本发明所有构思创新应视为所公开内容和本发明保护范围。

图1为实施例1中一种典型的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构的简易示意图。

图2为实施例1中挡光板的结构示意图。

图3为实施例1中挡光板与光强接收器二者位置关系的正面视角的示意图。

图4为实施例2中挡光板的结构示意图。

其中，1、光源；2、第一挡光板；3、第二挡光板；4、光强接收器；5、光强传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

以下实施例以测量3D打印零件的外形为例，对本发明所述的测量装置及测量方法进行详细说明。

实施例1：

本实施例提供了一种设置有两个挡光板的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构。此结构中，挡光板上透光部呈细长的条形。

如图1所示，一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源1、光强接收器4、第一挡光板2、第二挡光板3；一个光源1、第一挡光板2、第二挡光板3、光强接收器4沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器4的第二挡光板3与第一挡光板2之间为放置待测件的空间；所述光源1、第一挡光板2、光强接收器4的位置固定，所述第二挡光板3限位安装且能够横向直线移动。

所述第一挡光板2上设置6个平行的条状透光孔；所述第二挡光板3上设置至少6个平行的条状挡光条；所述光强接收器4主要是由6个相同的条状的光强传感器5依次并排组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器5均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号。

无待测件时，光源1发出的光束经第一挡光板2后形成N束被分割光束，N束被分割光束、第二挡光板3上的N个条状挡光条、光强接收器4上的N个光强传感器5位置对应；此时，延伸N束被分割光束的光路，相当于去除第二挡光板3，则对应在光强接收器4的N个光强传感器5上的N束被分割光束的横向中心距相等。

放置待测件进行测量时，光源1发出的光束通过第一挡光板2后分割形成N束被分割光束并射向待测件，被分割光束经过待测件后继续射向第二挡光板3；所述第二挡光板3上的N个条状挡光条与N束被分割光束的位置对应，照射到第二挡光板3上的被分割光束被第二挡光板3上的条状挡光条部分遮挡后形成落在光强传感器5上的测量光束。

图1中，待测件和中央处理器未示出。本实施例中光强传感器5，即为光强接收传感器或光强探测器。且本实施例中光强传感器5的工作原理与现有技术中“公开（公告）号：CN208349982U；发明创造名称：烟叶片状制品身份数字化测量装置”的中国实用新型专利中公开的光强接收传感器的工作原理相近，故不再赘述。

本实施例中，光源1通常采用纯色光源1，尤其是纯卤素灯。或者，也可以是一般光源加过滤偏振片的结构，过滤偏振片可以调整。

本实施例中，两个挡光板可以采用相同结构，方便相互替换使用。此时，本实施例中挡光板的结构，如图2所示。第二块挡光板与光强接收器的位置关系如图1、图3所示。进一步地，为了方便测量操作，通常使挡光板上遮光用的横杆的宽度与光强传感器5的宽度一样。

基于上述结构的测量装置，进行待测件平面外形测量的测量方法如下：

启动光源1，并调节第二挡光板3至恰好挡住每束被分割光束横向宽度的一半；

将3D打印零件放置在第一挡光板2、第二挡光板3之间；

进行第一次照光，得到初始状态的光强信息；

将第二挡光板3横向移动（n+1/2）个周期，使之恰好挡住每束被分割光束横向宽度的另外一半；

进行第二次照光，得到偏转后的光强信息；

对两次曝光的光强信息基于光强计算公式进行处理，得到每束光偏转的角度，进而得到相位信息。

进一步地，本实施例中所述光源1采用纯色光光源，此时光强传感器可以是单光子探测器。其中，单光子探测器可以采用市售产品，例如：光子计数X射线探测器(Timepix)，型号：型号有AdvaPIX TPX；又例如：双能光子计数探测器-XC - THOR。

纯色光经过待测件物体边缘时发生折射，从而改变了探测到的光强。

使用时，第一挡光板2将光源1发出的入射光分割成6束，各束被分割光束照射到光强接收器4上的范围恰好能与各个光强传感器5的大小相同。第二挡光板3将每一束被分割光束再次分割，使它刚好仅有一半能够照射到光强传感器5上，另一半被挡住。

本实施例中，基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置可以采用立式结构，也可采用卧式结构；只要保证光源1、挡光板、光强接收器4的相对位置关系即可。

当测量装置采用立式结构时，将被测物体放置于两个挡光板之间，进行第一次照光，得到初始状态光强信息。将第二挡光板3前后移动（n+1/2）个周期，使之恰好挡住每束被分割光束的另外一半，然后进行第二次照光，得到偏转后的光强信息。对两次曝光的光强信息进行处理（两者相加、相减、相乘、相除等方式），便可以得到每束光偏转的角度，进而得到相位信息。其中，周期指的是光强传感器5的宽度。而本实施例中涉及的光强信息处理方法并非技术改进点，采用现有技术即可，故不再赘述。

另一方面，测量过程中，第二挡光板3的直线移动可以是人工比照标尺手工调整，但更多的场景是由伺服电机、步进电机等驱动装置通过滚珠丝杠、直线导轨等直线传动结构对挡光板的直线移动进行精确控制。而类似的直线驱动结构并非本实施例的改进点，属于机械领域常规技术手段，故不再赘述。

实施例2：

本实施例提供了另一种设置有两个挡光板的基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置结构。此结构中，挡光板上透光部呈方格形。

如图1所示，一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源1、光强接收器4以及第一挡光板2和第二挡光板3两个挡光板；一个光源1、第一挡光板2、第二挡光板3、光强接收器4沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器4的第二挡光板3与第一挡光板2之间为放置待测件的空间；所述光源1、第一挡光板2、光强接收器4的位置固定，所述第二挡光板3限位安装且能够横向直线移动以及纵向直线移动；

所述第一挡光板2、第二挡光板3均为格栅结构，如图4所示，所述第一挡光板2的格栅结构具有9×8个矩阵分布的方形透光孔，所述第二挡光板3的格栅结构具有9×8个矩阵分布的方形透光孔；所述光强接收器4主要是由9×8个相同的块状的光强传感器5呈矩阵分布而组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器5均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号。

无待测件时，光源1发出的光束经第一挡光板2后形成N×M束被分割光束，N×M束被分割光束、第二挡光板3上的P×Q个方形透光孔、光强接收器4上的N×M个光强传感器5位置相对应；此时，延伸N×M束被分割光束的光路，相当于去除第二挡光板3，则对应在光强接收器4的N×M个光强传感器5上的N×M束被分割光束的横向中心距相等、纵向中心距相等。

放置待测件进行测量时，光源1发出的光束通过第一挡光板2后分割形成N×M束被分割光束并射向待测件，被分割光束经过待测件后继续射向第二挡光板3；所述第二挡光板3上的格栅结构与N×M个光强传感器5的位置对应，照射到第二挡光板3上的被分割光束被第二挡光板3上的格栅结构部分遮挡后形成落在光强传感器5上的测量光束。

本实施例中，第二挡光板3可以设置成具有更多方形透光孔的结构，只要保证第二挡光板3能对经过第一挡光板2的每一束被分割光束都进行遮挡即可。

图1中，待测件和中央处理器未示出。本实施例中光强传感器5，即为光强接收传感器或光强探测器。且本实施例中光强传感器5的工作原理与现有技术中“公开（公告）号：CN208349982U；发明创造名称：烟叶片状制品身份数字化测量装置”的中国实用新型专利中公开的光强接收传感器的工作原理相近，故不再赘述。

本实施例中，光源1通常采用纯色光源1，尤其是纯卤素灯。

本实施例中，两个挡光板可以采用相同结构，方便相互替换使用。此时，本实施例中挡光板的结构，如图4所示。第二块挡光板与光强接收器的位置关系如图1、图3所示。进一步地，为了方便测量操作，通常使挡光板上遮光用的横杆的宽度与光强传感器5的宽度一样。

基于上述结构的测量装置，进行待测件平面外形测量的测量方法如下：

启动光源1，并调节第二挡光板3至恰好挡住每束被分割光束横向宽度的一半以及纵向宽度的一半；

将3D打印零件放置在第一挡光板2、第二挡光板3之间；

进行第一次照光，得到初始状态的光强信息；

将第二挡光板3横向移动（n+1/2）个周期，使之恰好挡住每束被分割光束横向宽度的另外一半；n为非负整数；

进行第二次照光，得到一次偏转后的光强信息；

将第二挡光板3纵向移动（m+1/2）个周期，使之恰好挡住每束被分割光束纵向宽度的另外一半；m为非负整数；

进行第三次照光，得到二次偏转后的光强信息；

对三次曝光的光强信息基于光强计算公式进行处理，得到每束光偏转的角度，进而得到相位信息。

本实施例在实施例1的基础上进行变化，将挡光板上透光部由多个独立的条形改为多个独立的方格，如图4所示；相对应的，光强传感器5也需要设置为如图4的方格形且呈9×8的矩阵式分布。

本实施例中，基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置可以采用立式结构，也可采用卧式结构；只要保证光源1、挡光板、光强接收器4的相对位置关系即可。

当测量装置采用立式结构时，为了获得位移后的图像，第二挡光板3不仅可以前后移动（n+1/2）个周期，也可以左右移动移动（n+1/2）个周期。此时会得到三次照光信息，原始照光信息、第一次移动照光信息、第二次移动照光信息，三者进行类似处理也可以得到相位信息。

另一方面，测量过程中，第二挡光板3的直线移动可以是人工比照标尺手工调整，但更多的场景是由伺服电机、步进电机等驱动装置通过滚珠丝杠、直线导轨等直线传动结构对挡光板的直线移动进行精确控制。例如，双向直线驱动装置，包括A伺服电机、A滚珠丝杠、B伺服电机、B滚珠丝杠；其中，A滚珠丝杠由A丝杆和套接在A丝杆上的A滑块组成，A丝杆与A伺服电机的输出轴连接；B滚珠丝杠由B丝杆和套接在B丝杆上的B滑块组成，B丝杆与B伺服电机的输出轴连接；A滑块与B伺服电机的基座安装成一个整体；A滚珠丝杠沿横向的X方向设置，且B滚珠丝杠沿纵向的Y方向设置，X、Y两个方向在同一平面内相互垂直。同时，将第二挡光板3与B滑块连接成一个整体。通过安装双向直线驱动装置的基座的限位结构，或者同时设置一组相互平行的滚珠丝杠结构，使丝杆转动时滑块直线移动。再由控制器发送信号，通过伺服电机（A伺服电机、B伺服电机）精确控制第二挡光板3在X方向、Y方向的直线移动。类似的直线驱动结构并非本实施例的改进点，属于机械领域常规技术手段，故不再赘述。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例相对于实施例1而言，对其测量装置的结构进行简化，仅保留第二挡光板3这一个挡光板。此时，一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源1、光强接收器4以及第二挡光板3；一个光源1、第二挡光板3、光强接收器4沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器4的第二挡光板3与光源1之间为放置待测件的空间；所述光源1、光强接收器4的位置固定，所述第二挡光板3限位安装且能够横向直线移动；

所述第二挡光板3上设置N个平行的条状挡光条；所述光强接收器4主要是由N个相同的条状的光强传感器5依次并排组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器5均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号。

无待测件时，光源1发出的光束直接射向第二挡光板3，被第二挡光板3部分遮挡后落在光强接收器4的N个光强传感器5上，且每一束测量光束对应一个光强传感器5。

放置待测件进行测量时，光源1发出的光束先照射到待测件再继续射向第二挡光板3，被所述第二挡光板3上的N个条状挡光条部分遮挡后形成落在光强传感器5上的测量光束，且从两个相邻条状挡光条之间穿过的同一组测量光束均落在同一个光强传感器5上。

进一步地，为了简化结构，通常将第二挡光板3设计成挡光条本身宽度与两个挡光条之间的镂空部宽度均相等的结构，且挡光条本身的宽度与光强传感器5的宽度相当。此处宽度相当是指宽度相同或者二者尺寸相差较小。

采用此结构的测量装置进行3D打印零件的测量方法与实施例1中测量方法相同。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例相对于实施例2而言，对其测量装置的结构进行简化，仅保留第二挡光板3这一个挡光板。此时，一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源1、光强接收器4以及第二挡光板3一个挡光板；一个光源1、第二挡光板3、光强接收器4沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器4的第二挡光板3与光源1之间为放置待测件的空间；所述光源1、光强接收器4的位置固定，所述第二挡光板3限位安装且能够横向直线移动以及纵向直线移动；

所述第二挡光板3均为格栅结构，所述第二挡光板3的格栅结构具有P×Q个矩阵分布的方形透光孔；所述光强接收器4主要是由N×M个相同的块状的光强传感器5呈矩阵分布而组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器5均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N、M、P、Q均为＞1的正整数，且N=P，M=Q。

无待测件时，光源1发出的光束直接射向第二挡光板3，被第二挡光板3的格栅结构部分遮挡后落在光强接收器4的N×M个光强传感器5上，且每一束测量光束对应一个光强传感器5。

放置待测件进行测量时，光源1发出的光束先照射到待测件再继续射向第二挡光板3，被所述第二挡光板3上的格栅结构分割形成测量光束，落在光强传感器5上。

进一步地，为了简化结构，通常将第二挡光板3设计成挡光条本身宽度与两个挡光条之间的镂空部宽度均相等的结构，且方形透光孔的镂空区域与光强传感器5的有效接收面的区域相当。此处区域相当是指二者尺寸相差较小。

采用此结构的测量装置进行3D打印零件的测量方法与实施例2中测量方法相同。

本实施例的其他部分与实施例2相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源（1）、光强接收器（4）以及第一挡光板（2）和第二挡光板（3）两个挡光板；其特征在于：一个光源（1）、第一挡光板（2）、第二挡光板（3）、光强接收器（4）沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器（4）的第二挡光板（3）与第一挡光板（2）之间为放置待测件的空间；所述光源（1）、第一挡光板（2）、光强接收器（4）的位置固定，所述第二挡光板（3）限位安装且能够横向直线移动；

所述第一挡光板（2）上设置N个平行的条状透光孔；所述第二挡光板（3）上设置至少N个平行的条状挡光条；所述光强接收器（4）主要是由N个相同的条状的光强传感器（5）依次并排组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器（5）均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N为正整数。

2.根据权利要求1所述的一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，其特征在于：第二挡光板（3）上的各个条状挡光条刚好能挡住各个被分割光束横向宽度的一半。

3.根据权利要求2所述的一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，其特征在于：被分割光束落在光强传感器（5）上的范围与光强传感器（5）的横向宽度相同。

4.根据权利要求1所述的一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，其特征在于：所述第一挡光板（2）、第二挡光板（3）结构相同。

5.一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源（1）、光强接收器（4）以及第一挡光板（2）和第二挡光板（3）两个挡光板；其特征在于：一个光源（1）、第一挡光板（2）、第二挡光板（3）、光强接收器（4）沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器（4）的第二挡光板（3）与第一挡光板（2）之间为放置待测件的空间；所述光源（1）、第一挡光板（2）、光强接收器（4）的位置固定，所述第二挡光板（3）限位安装且能够横向直线移动以及纵向直线移动；

所述第一挡光板（2）、第二挡光板（3）均为格栅结构，所述第一挡光板（2）的格栅结构具有N×M个矩阵分布的方形透光孔，所述第二挡光板（3）的格栅结构具有P×Q个矩阵分布的方形透光孔；所述光强接收器（4）主要是由N×M个相同的块状的光强传感器（5）呈矩阵分布而组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器（5）均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N、M、P、Q均为＞1的正整数，且N≤P，M≤Q。

6.根据权利要求5所述的一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，其特征在于：所述第二挡光板（3）上的各个条状挡光条刚好能挡住各个被分割光束横向宽度的一半；

或者，所述第二挡光板（3）上的各个条状挡光条刚好能挡住各个被分割光束纵向宽度的一半。

7.一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源（1）、光强接收器（4）以及第二挡光板（3）一个挡光板；其特征在于：一个光源（1）、第二挡光板（3）、光强接收器（4）沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器（4）的第二挡光板（3）与光源（1）之间为放置待测件的空间；所述光源（1）、光强接收器（4）的位置固定，所述第二挡光板（3）限位安装且能够横向直线移动；

所述第二挡光板（3）上设置N个平行的条状挡光条；所述光强接收器（4）主要是由N个相同的条状的光强传感器（5）依次并排组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器（5）均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N为正整数。

8.一种基于折射偏光强度信息的零件外形测量装置，包括一个光源（1）、光强接收器（4）以及第二挡光板（3）一个挡光板；其特征在于：一个光源（1）、第二挡光板（3）、光强接收器（4）沿一直线方向依次设置，接近或者贴合光强接收器（4）的第二挡光板（3）与光源（1）之间为放置待测件的空间；所述光源（1）、光强接收器（4）的位置固定，所述第二挡光板（3）限位安装且能够横向直线移动以及纵向直线移动；

所述第二挡光板（3）为格栅结构，第二挡光板（3）的格栅结构具有P×Q个矩阵分布的方形透光孔；所述光强接收器（4）主要是由N×M个相同的块状的光强传感器（5）呈矩阵分布而组装成的一个平板状的光强接收装置，每个光强传感器（5）均与中央处理器电性连接以传输采集到的信号；所述N、M、P、Q均为＞1的正整数，且N≤P，M≤Q。

9.一种3D打印零件平面外形测量方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的测量装置进行3D打印零件的平面测量；

启动光源（1），并调节第二挡光板（3）至恰好挡住每束被分割光束横向宽度的一半；

将3D打印零件放置在第一挡光板（2）、第二挡光板（3）之间；

进行第一次照光，得到初始状态的光强信息；

将第二挡光板（3）横向移动（n+1/2）个周期，使之恰好挡住每束被分割光束横向宽度的另外一半；

进行第二次照光，得到偏转后的光强信息；

对两次曝光的光强信息基于光强计算公式进行处理，得到每束光偏转的角度，进而得到相位信息。

10.一种3D打印零件平面外形测量方法，其特征在于：采用如权利要求5所述的测量装置进行3D打印零件的平面测量；

启动光源（1），并调节第二挡光板（3）至恰好挡住每束被分割光束横向宽度的一半以及纵向宽度的一半；

将3D打印零件放置在第一挡光板（2）、第二挡光板（3）之间；

进行第一次照光，得到初始状态的光强信息；

将第二挡光板（3）横向移动（n+1/2）个周期，使之恰好挡住每束被分割光束横向宽度的另外一半；

进行第二次照光，得到一次偏转后的光强信息；

将第二挡光板（3）纵向移动（m+1/2）个周期，使之恰好挡住每束被分割光束纵向宽度的另外一半；

进行第三次照光，得到二次偏转后的光强信息；

对三次曝光的光强信息基于光强计算公式进行处理，得到每束光偏转的角度，进而得到相位信息。

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