CN114894108A - 一种用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法及测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂料测试领域，特别涉及用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，提供一测量装置，其包括用以涂装涂层的样板盘、旋转台、设于旋转台上方的3D扫描显微镜以及控制系统；旋转台与样板盘可拆卸连接；且旋转台与3D扫描显微镜之间通过设置位置调节机构以使二者相对位置可调整；控制系统与3D扫描显微镜、位置调节机构、旋转台连接用以控制其运行状态；控制系统具有显示和控制功能，其内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序；通过该测量装置对涂层进行扫描测试并进行数据信息分析得到测量结果。本发明旨在提供一种能够精准、高效、自动化地测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其测试过程自动化，测试效率高且测量结果准确。

Description

一种用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法及测量装置

技术领域

本发明涉及涂料测试领域，特别涉及一种用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法及测量装置。

背景技术

防污漆的磨蚀率对防污涂层材料的期效评估和寿命评价具有重要意义，防污漆的磨蚀率测试方法主要包括圆盘转矩法和转子法(转鼓法)。转子法一次性只能模拟船舶的一个航速，试验效率低；圆盘转矩法可以同时模拟船舶不同航速，研究防污涂层在不同速度下的磨蚀率，是高效的磨蚀率测试方法。

其中，磨蚀厚度的准确测量是磨蚀率测试的关键技术之一。公开号为CN202403991U、公开日为2012年08月29日的中国实用新型专利和公开号为CN 206292124U、公开日为2017年06月30日的中国实用新型专利都提供了通过圆盘转矩法测试磨蚀率的试验装置，但未提及圆盘上涂层厚度的测量方法。

涂层厚度测量通常采用测厚仪、螺旋测微器等手动工具对涂层厚度进行点测量，但是采用手动工具误差大，效率低。防污涂层磨蚀过程中，涂层表面并非完全平整光滑，如果采用点测量或线测量的方式，测量精度再准确依然会因为涂层表面不平整而引起随机误差。另外，如果不能在涂层磨蚀前后对涂层准确定位，必然带来随机误差。因此，圆盘磨蚀厚度测量的关键在于涂层厚度的准确测量和圆盘的准确定位。

关于圆盘磨蚀厚度的测量，申请号为CN201310177156.2、公开日为2013年09月11日的中国发明专利和GB/T 31411-2015采用了激光测距技术进行防污涂层磨蚀厚度测量；该方法采用激光位移传感器精测量防污涂层的磨蚀前后的厚度，测量精度显著提高。但是，激光测距采用线扫描模式，依然会带来一定的随机误差，并且，激光测距一次只能采集到一条直线位置的涂层平均厚度数据，同一涂层不同位置的磨蚀厚度需要多次采集，测试步骤相对繁琐，不能实现全自动化测量。

关于圆盘的定位，GB/T 31411-2015通过固定螺丝将圆盘固定于测试平台上，同时手动调整圆盘侧面的定位线于测试平台的定位线一致，使试样测试位置保持一致性。测试完一条涂层后，手动旋转圆盘，重新固定圆盘和手动定位后再测试；这种定位方式难以避免手动定位带来的随机误差，定位过程人工操作，无法实现全自动化测量。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明采用如下方案：

提供一测量装置，其包括用以涂装涂层的样板盘、旋转台、设置于旋转台上方的3D扫描显微镜以及控制系统；所述旋转台与样板盘可拆卸连接，用以带动样板盘旋转；且所述旋转台与3D扫描显微镜之间通过设置位置调节机构以使二者相对位置可调整；所述控制系统与3D扫描显微镜、位置调节机构、旋转台连接用以控制其运行状态；控制系统具有显示和控制功能，其内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序；

测量方法包括以下步骤：

S100、将涂装有涂层的样板盘固定到旋转台上；

S200、打开控制系统，通过图像自动拼接程序进行涂层扫描模式参数设置，通过旋转台控制程序进行旋转参数设置：

S210、通过涂层扫描模式参数设置，设置单条涂层待检测区的扫描拼接方式和设定拼接起始位置，由位置调节机构对涂层的扫描拼接区域进行定位，所述扫描拼接区域覆盖单条涂层的对照面和涂层面；

S220、通过设置的旋转角度参数、旋转重复间隔时间参数以及旋转重复次数参数，由旋转台对3D扫描显微镜扫描多条涂层的路径进行定位，以使3D扫描显微镜对多条涂层进行逐一扫描；

S300、测试时，所述3D扫描显微镜扫描完第一条涂层后，所述旋转台自动旋转至第二条涂层，3D扫描显微镜自动进行第二条涂层扫描，重复以上步骤直至所有涂层测试完毕；

S400、通过控制系统进行数据信息分析，得到涂层厚度结果。

在一实施例中，所述测量装置还包括连接盘；所述连接盘与旋转台固定连接，所述样板盘与连接盘通过第一连接结构可拆卸连接；

所述S100中，将样板盘通过第一连接结构与连接盘连接，使得样板盘固定到旋转台上，以使所述旋转台带动连接盘旋转来带动样板盘旋转。

在一实施例中，所述样板盘上设有若干定位孔，所述连接盘上设有与之适配的若干定位凸块；所述S100中，将连接盘上的定位凸块对应嵌入样板盘上的定位孔中，而后通过第一连接结构将样板盘与连接盘连接。

在一实施例中，所述位置调节机构为X-Y轴移动平台；所述旋转台安设于X-Y轴移动平台上，所述X-Y轴移动平台带动旋转台移动，以带动样板盘于3D扫描显微镜下方移动。

在一实施例中，所述X-Y轴移动平台的行程范围大于所述样板盘的旋转中心至样板盘边缘的最远距离。

在一实施例中，所述旋转台的旋转精度≤0.01°。

在一实施例中，所述3D扫描显微镜的Z轴光学分辨率≤0.10μm，X轴光学分辨率≤2.0μm，Y轴光学分辨率≤2.0μm；且其扫描方式为白光干涉、相位干涉、共聚焦、融合共聚焦、焦面叠加方式中的一种或多种组合。

在一实施例中，所述控制系统包括PC机和旋转台控制器；所述旋转台与旋转台控制器连接，且旋转台控制器与PC机连接；所述PC机内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序。

在一实施例中，S200中，所述涂层扫描模式包括涂层相切扫描模式和/或全涂层扫描模式。

本发明还提供一种测量装置，其包括用以涂装涂层的样板盘、旋转台、设置于旋转台上方的3D扫描显微镜以及控制系统；

所述旋转台与样板盘可拆卸连接，用以带动样板盘旋转；且所述旋转台与3D扫描显微镜之间通过设置位置调节机构以使二者相对位置可调整；所述控制系统与3D扫描显微镜、位置调节机构、旋转台连接用以控制其运行状态；控制系统具有显示和控制功能，其内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序。

基于上述，与现有技术相比，本发明提供的一种用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，具有以下有益效果：

本发明能够精准、高效、自动化地测试防污涂层磨蚀厚度：采用3D扫描显微镜扫描涂层，利用3D图像自动拼接成像技术实现涂层的面扫描，克服了点扫描或线扫描带来的随机误差，测试结果更为精准。

本发明设置旋转台带动样板盘旋转，且位置调节机构调整样板盘与3D扫描显微镜的相对位置，实现样板盘的自动旋转和精准定位，无需手动重复定位，能够消除手动定位带来的随机误差，测试结果更加精准；并且配合采用3D图像自动拼接成像技术实现防污涂层厚度的自动化测量，极大提高了防污涂层磨蚀厚度测试效率。

本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。

图1为本发明提供的测量装置的结构示意图；

图2为本发明提供的测量装置中样板盘的结构示意图一；

图3为本发明提供的测量装置中样板盘的结构示意图二；

图4为本发明提供的测量装置中连接盘的结构示意图一；

图5为本发明提供的测量装置中连接盘的结构示意图二；

图6为本发明提供的测量装置中旋转台的结构示意图一；

图7为本发明提供的测量装置中旋转台的结构示意图二；

图8为本发明提供的实验一在共聚焦扫描方式下的测量拼接设置示意图和测试结果3D示意图；

图9为本发明提供的实验一在共聚焦扫描方式下的旋转参数设置示意图；

图10为本发明提供的实验二的测量拼接设置示意图和测试结果3D示意图；

图11为本发明提供的实验二与对比实验的磨蚀厚度测试结果比对图。

附图标记：

10测量装置 100样板盘 200连接盘

300旋转台 400X-Y轴移动平台 500 3D扫描显微镜

600控制系统 310驱动机构 320刻度盘

110涂层 120螺孔 130定位孔

140起始涂层标记 150对照面 160紧固件

210底孔 220定位凸块

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。

本发明的具体方案如下：

提供一种如图1-7实施例所示的测量装置10，其包括用以涂装涂层110的样板盘100、旋转台300、设置于旋转台300上方的3D扫描显微镜500以及控制系统600；

所述旋转台300与样板盘100可拆卸连接，用以带动样板盘100旋转；且所述旋转台300与3D扫描显微镜500之间通过设置位置调节机构以使二者相对位置可调整；所述控制系统600与3D扫描显微镜500、位置调节机构、旋转台300连接用以控制其运行状态；控制系统600具有显示和控制功能，其内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序；其中，优选地，所述位置调节机构为X-Y轴移动平台400，旋转台300安设于X-Y轴移动平台400上；

测量方法包括以下步骤：

S100、将涂装有涂层110的样板盘100固定到旋转台300上；

S200、打开控制系统600，通过图像自动拼接程序进行涂层扫描模式参数设置，通过旋转台控制程序进行旋转参数设置：

S210、通过涂层扫描模式参数设置，设置单条涂层110待检测区的扫描拼接方式和设定拼接起始位置，由位置调节机构对涂层110的扫描拼接区域进行定位，所述扫描拼接区域覆盖单条涂层110的对照面和涂层110面；

S220、通过设置的旋转角度参数、旋转重复间隔时间参数以及旋转重复次数参数，由旋转台300对3D扫描显微镜500扫描多条涂层110的路径进行定位，以使3D扫描显微镜500对多条涂层110进行逐一扫描；

S300、测试时，所述3D扫描显微镜500扫描完第一条涂层110后，所述旋转台300自动旋转至第二条涂层110，3D扫描显微镜500自动进行第二条涂层110扫描，重复以上步骤直至所有涂层110测试完毕；

S400、通过控制系统600进行数据信息分析，得到涂层110厚度结果。

需要说明的是：上述测量方法用于防污涂层磨蚀试验前后涂层110厚度的测试，通过计算磨蚀试验前后涂层的110厚度差，得到防污涂层磨蚀厚度结果；所述对照面150指没有涂层110的位置。

对于上述利用如图1-7实施例所示的测量装置10进行涂层110磨蚀厚度的测量方法，具体地：

将涂覆有涂层110的样板盘100安装在旋转台300上等待测量；测量装置10通过控制系统600控制X-Y轴移动平台400运行状态，且控制系统600中的旋转台控制程序能够控制旋转台300运行状态，以实现样板盘100的自动旋转和精准定位，无需手动重复定位，能够消除手动定位带来的随机误差，测试结果更加精准；

3D扫描显微镜500用以扫描其下方的样板盘100上的涂层110，并将信息传输至与之连接的控制系统600，控制系统600中内置的图像自动拼接程序能够通过涂层110厚度检测参数设置，厚度测量和数据信息分析实现图像的自动拼接成像，能够自动生成图像厚度信息，即能够通过该图像自动拼接程序进行数据信息分析得到涂层110厚度结果；利用图像自动拼接程序能够实现涂层110的面扫描，克服了点扫描或线扫描带来的随机误差，测试结果更为精准；

综上，本发明利用旋转台300和X-Y轴移动平台400的自动定位功能，配合采用3D图像自动拼接成像技术实现涂层110厚度的自动化测量，极大提高了防污涂层磨蚀厚度测试效率和测试准确度。

需要说明的是：采用的3D扫描显微镜500为现有装置，其构造和工作原理此处不再累述，根据上述设计构思，本领域技术人员可根据需求进行适用性选型。

优选地，S200中，所述涂层扫描模式包括涂层相切扫描模式和/或全涂层扫描模式。

进一步优选地，S200中，对于涂相切扫描模式，其参数设置过程为：根据模拟航速的要求，设定相应的测试半径位置Y；根据涂层110宽度，设置测量拼接模式参数，拼接行数为1，拼接列数应保证扫描拼接区域覆盖涂层110的对照面150和涂层110面；根据旋转台300单次旋转时间，设置扫描重复间隔；根据涂层110数量，设置扫描重复次数。通过旋转台控制程序进行旋转参数设置，其参数设置过程为：根据样板盘100上涂层110位置，设置旋转角度参数；根据单次扫描时间，设置旋转重复间隔；根据涂层110数量，设置旋转重复次数。

进一步优选地，S200中，对于全涂层110扫描模式，根据涂层110长宽具体尺寸，设置测试起始位置(X,Y)、拼接列数和行数，扫描拼接区域应覆盖全涂层110的对照面150和涂层110；根据旋转台300单次旋转时间，设置扫描重复间隔；根据涂层110数量，设置扫描重复次数；通过旋转台控制程序进行旋转参数设置，其参数设置过程为：根据样板盘100上涂层110位置，设置旋转角度参数；根据单次扫描时间，设置旋转重复间隔；根据涂层110数量，设置旋转重复次数。

可在图像自动拼接程序中选择全涂层110扫描模式，利用图像自动拼接程序能够一次性扫描得到连续速度下的磨蚀厚度，测试过程可实现全自动扫描(在样板盘100上，涂层110上不同的半径位置对应不同的线速度，即离旋转中心不同距离的位置对应不同的线速度，通过选择全涂层110扫描模式以使其可一次性扫描得到连续速度下的防污涂层110磨蚀厚度)。

优选地，如图1-7所示，所述测量装置10还包括连接盘200；连接盘200与旋转台300固定连接，样板盘100与连接盘200通过第一连接结构可拆卸连接；所述S100中，将样板盘100通过第一连接结构与连接盘200连接，使得样板盘100固定到旋转台300上。进一步优选地，第一连接结构包括设置于样板盘100中部的螺孔120、设置于连接盘200中部的底孔210以及紧固件160；通过紧固件160穿设于螺孔120和底孔210上以使样板盘100与连接盘200可拆卸连接。其中，紧固件160可采用固定螺丝。

优选地，如图1-7所示，样板盘100上设有若干定位孔130，连接盘200上设有与之适配的若干定位凸块220；所述S100中，将连接盘200上的定位凸块220对应嵌入样板盘100上的定位孔130中，而后通过第一连接结构将样板盘100与连接盘(200)连接。

优选地，如图1-7所示，样板盘100上设有用以标识涂层110初始涂装位置的起始涂层标记140。

通过设置第一连接结构、定位凸块220、定位孔130以及起始涂层标记140，使得样板盘100的每次固定位置准确，用以保障每次检测同一条涂层110的位置相同。

优选地，如图1-7所示，以样板盘100的旋转中心为基准(即以其旋转中心作为移动行程的基准点)，所述X-Y轴移动平台400的行程范围大于所述样板盘100的旋转中心至样板盘100边缘的最远距离。

进一步优选地，本实施例中，样板盘100为圆形样板盘100，圆形样板盘100旋转中心为其圆心；以样板盘100的旋转中心为基准，X-Y轴移动平台400的行程范围大于样板盘100的半径。如此设置，保障测量装置10测量范围能够覆盖整个样板盘100。

优选地，所述旋转台300的旋转精度≤0.01°。

优选地，如图1-7所示，3D扫描显微镜500的Z轴光学分辨率≤0.10μm，X轴光学分辨率≤2.0μm，Y轴光学分辨率≤2.0μm；且其扫描方式为白光干涉、相位干涉、共聚焦、融合共聚焦、焦面叠加方式中的一种或多种组合。优选如上所述的旋转台300和3D扫描显微镜500使得测试结果更加精准。

进一步优选地，旋转台300上设有驱动旋转台300旋转的驱动机构310；驱动机构310可采用电机。进一步优选地，旋转台300上设有刻度盘320，刻度盘320用以辅助验证旋转台300的旋转角度。

优选地，控制系统600包括PC机和旋转台控制器；旋转台300与旋转台控制器连接，且旋转台控制器与PC机连接；所述PC机(即计算机)内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序；本实施例中，旋转台控制器通过连接串口线连接PC机，旋转台控制器通过连接控制线与旋转台300连接。

本发明还提供如下实验一和实验二，分别采用不同的涂层110扫描模式进行测量(实验一：涂层110相切扫描模式，实验二：全涂层110扫描模式)：

实验一：涂层110相切扫描模式

步骤1：在圆形样板盘100上涂装样品(涂装3条涂层110(编号1-3)，涂层110沿圆形样板盘100径向分布，该三条涂层110为平行样品)，其中，涂层110宽度1.2cm，长度8cm；在涂装好防污涂层110的圆盘样板上标记起始涂层110，将圆形样板盘100对准定位孔130安装到连接盘200上，用紧固件160将圆形样板盘100固定在连接盘200上；

步骤2：磨蚀试验前厚度检测：

通过控制系统600的PC机打开图像自动拼接程序和旋转台控制程序，其中，本实验一分别采用A共聚焦扫描方式、B白光干涉扫描方式、C共聚焦扫描方式进行扫描测量：

(A)共聚焦扫描方式：

3D扫描显微镜500参数：采用采用10倍共聚焦镜头，Z轴(垂直)分辨率为25nm，X轴光学分辨率和Y轴光学分辨率为0.46μm；

通过图像自动拼接程序进行涂层110相切扫描模式参数设置，测量拼接设置参数和测试结果3D示意图如图8所示：其拼接半径位置为Y＝-40，设定(X.Y)为(-7.0000，-40.0000)，即设定X-Y轴移动平台400的单次移动行程为(X.Y)＝(-7.0000，-40.0000)，拼接列数为11，拼接行数为1，拼接区域涂层110尺寸长*宽为120mm*1.42mm，扫描拼接区域覆盖涂层110的对照面150和涂层110面，扫描重复间隔为20秒，扫描重复次数为3；该程序设置下扫描耗时为1分钟01秒。

通过旋转台控制程序进行旋转参数设置，旋转参数如图9所示：旋转角度为正方向旋30度，重复间隔80秒，重复次数为3。

(B)白光干涉扫描方式：

3D扫描显微镜500参数：采用2.5倍干涉镜头，垂直(Z轴)分辨率为0.1nm，X,Y轴光学分辨率为1.87μm。

通过图像自动拼接程序进行涂层110相切扫描模式参数设置，测量拼接设置参数与(A)共聚焦扫描方式一致；该程序下扫描耗时为5分钟42秒；

通过旋转台控制程序进行旋转参数设置，旋转参数为重复间隔6分钟，其他参数与(A)共聚焦扫描方式的参数一致。

(C)共聚焦扫描方式：

3D扫描显微镜500参数：采用5倍共聚焦镜头，垂直(Z轴)分辨率为75nm，X,Y轴光学分辨率为0.93μm。

通过图像自动拼接程序进行涂层110相切扫描模式参数设置，拼接起始位置设定(X.Y)为(-7.0000，-40.0000)，拼接列数为6，拼接行数为1，拼接区域涂层110尺寸长*宽为120mm*2.84mm，该程序下扫描耗时为32秒；

通过旋转台控制程序进行旋转参数设置，旋转参数为重复间隔60秒，其他参数与(A)共聚焦扫描方式的参数一致。

3D扫描显微镜500扫描完一条涂层110后，通过控制系统600控制旋转台300转动，使样板盘100自动旋转定位，3D扫描显微镜500自动进行第二条涂层110扫描，以此类推，直到所有涂层110测试完毕。

步骤3：取下样板盘100进行腐蚀试验；

步骤4：磨蚀试验后的厚度检测，找到起始涂层110，按照步骤1固定好样板盘100，然后按照步骤2再次进行厚度检测。

步骤5：通过图像自动拼接程序进行数据信息分析，得到磨蚀前后涂层110厚度(磨蚀厚度)，结果如表1所示。在本实验测量过程中，采用3D拼接成像技术实现面扫描，其中，涂层110厚度为涂层110面平均高度减去对照面150平均高度，克服了点或线扫描带来的随机误差，磨蚀厚度数据更为准确，可靠。

表1

其中，表1中的“5个月”指的是涂层110磨蚀处理5个月。

实验二：全涂层110扫描模式

步骤1：与实验一相同。

步骤2：磨蚀试验前厚度检测：

通过计算机打开图像自动拼接程序和旋转台控制程序，其中，3D扫描显微镜500扫描方式采用共聚焦扫描方式；

共聚焦扫描方式：

3D扫描显微镜500参数设置：采用5倍共聚焦镜头，垂直(Z轴)分辨率为75nm，X,Y轴光学分辨率为0.93μm。

通过图像自动拼接程序进行全涂层110扫描模式参数设置，测量拼接设置参数和测试结果3D示意图如图10所示：拼接起始位置设定(X.Y)为(-7.0000，-30.0000)，拼接列数为6，拼接行数为30，拼接区域涂层110尺寸长*宽为769mm*120mm，对应的航速为9至30节(其中，在样板盘100上，涂层110上不同的半径位置对应不同的线速度，即离旋转中心不同距离的位置对应不同的线速度，而线速度可换算成对应的航速，在距离旋转中心最远的位置即为航速范围的最大值，最近的位置即为航速范围的最小值)，扫描拼接区域覆盖涂层110的对照面150和涂层110面，扫描间隔为30秒。该程序下扫描耗时为10分钟12秒；

通过旋转台控制程序进行旋转参数设置，旋转参数为重复间隔10分钟40秒，其余参数与实验一的步骤2(A)共聚焦扫描方式的参数一致；

3D扫描显微镜500扫描完一条涂层110后，通过控制系统600控制旋转台300转动，使样板盘100自动旋转定位，3D扫描显微镜500自动进行第二条涂层110扫描，以此类推，直到所有涂层110测试完毕。

步骤3：取下样板盘100进行腐蚀试验；

步骤4、磨蚀率试验后厚度检测：找到起始涂层110，按照步骤1固定好样板盘100，然后按照步骤2进行厚度检测。

步骤5、通过图像自动拼接程序进行数据信息分析，得到磨蚀前后涂层110厚度。

本发明还提供一个对比实验：对比实验采用GB/T 31411-2015规定仪器和方法进行涂层110磨蚀厚度多次测试。

采用本发明提供的上述测量方法(实验二)以及GB/T 31411-2015规定仪器和方法(对比实验)进行多次测试，所得的磨蚀厚度分别做相应的曲线，结果如图11所示；

参照图11的测试结果可知：采用本发明提供的测量方法测试得到的磨蚀厚度可以对应9-30节的任何一个航速，而对比实验采用对比仪器测试，分别扫描不同半径的涂层110厚度，测试半径位置对应的航速分别为9节、15节、21节和27节，每个对应的航速都要单独选取一个半径位置进行测试；综上，采用本发明的测量方法，能够一次性扫描得到连续速度下的磨蚀厚度，测试过程全自动测量，对比现有技术更加高效。

需要说明的是：本发明提供的测量方法测试得到的防污涂层磨蚀厚度可以对应的航速范围，包括并不局限于实验一和实验二的航速范围；因此，对应的航速范围可以根据实际情况进行适应性调整。

综上所述，与现有技术相比，该用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，具有以下有益效果：

防污涂层磨蚀厚度精准测量的关键在于：涂层110厚度的准确测量和涂层110测量位置的准确定位；本发明采用3D扫描显微镜500扫描涂层110，利用3D图像自动拼接成像技术实现涂层110的面扫描，克服了点扫描或线扫描带来的随机误差，测试结果更为精准；且测试时可在图像自动拼接程序中选择全涂层110扫描模式，能够一次性扫描得到连续速度下的防污涂层磨蚀厚度，测试过程可实现全自动扫描；

设置旋转台300带动样板盘100旋转，且X-Y轴移动平台400带动样板盘100于3D扫描显微镜500下方移动，实现样板盘100的自动旋转和精准定位，无需手动重复定位，能够消除手动定位带来的随机误差，测试结果更加精准；并且配合采用3D图像自动拼接成像技术实现涂层110厚度的自动化测量，极大提高了涂层110磨蚀厚度测试效率；

另外，通过采用Z轴光学分辨率≤0.10μm、X轴光学分辨率≤2.0μm，Y轴光学分辨率≤2.0μm的3D扫描显微镜500，测试结果更加精准。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

尽管本文中较多的使用了诸如样板盘、旋转台、3D扫描显微镜等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于，提供一测量装置(10)，其包括用以涂装涂层(110)的样板盘(100)、旋转台(300)、设置于旋转台(300)上方的3D扫描显微镜(500)以及控制系统(600)；

所述旋转台(300)与样板盘(100)可拆卸连接，用以带动样板盘(100)旋转；且所述旋转台(300)与3D扫描显微镜(500)之间通过设置位置调节机构以使二者相对位置可调整；所述控制系统(600)与3D扫描显微镜(500)、位置调节机构、旋转台(300)连接用以控制其运行状态；控制系统(600)具有显示和控制功能，其内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序；

测量方法包括以下步骤：

S100、将涂装有涂层(110)的样板盘(100)固定到旋转台(300)上；

S200、打开控制系统(600)，通过图像自动拼接程序进行涂层扫描模式参数设置，通过旋转台控制程序进行旋转参数设置：

S210、通过涂层扫描模式参数设置，设置单条涂层(110)待检测区的扫描拼接方式和设定拼接起始位置，由位置调节机构对涂层(110)的扫描拼接区域进行定位，所述扫描拼接区域覆盖单条涂层(110)的对照面和涂层(110)面；

S220、通过设置的旋转角度参数、旋转重复间隔时间参数以及旋转重复次数参数，由旋转台(300)对3D扫描显微镜(500)扫描多条涂层(110)的路径进行定位，以使3D扫描显微镜(500)对多条涂层(110)进行逐一扫描；

S300、测试时，所述3D扫描显微镜(500)扫描完第一条涂层(110)后，所述旋转台(300)自动旋转至第二条涂层(110)，3D扫描显微镜(500)自动进行第二条涂层(110)扫描，重复以上步骤直至所有涂层(110)测试完毕；

S400、通过控制系统(600)进行数据信息分析，得到涂层(110)厚度结果。

2.根据权利要求1所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：所述测量装置(10)还包括连接盘(200)；所述连接盘(200)与旋转台(300)固定连接，所述样板盘(100)与连接盘(200)通过第一连接结构可拆卸连接；

所述S100中，将样板盘(100)通过第一连接结构与连接盘(200)连接，使得样板盘(100)固定到旋转台(300)上，以使所述旋转台(300)带动连接盘(200)旋转来带动样板盘(100)旋转。

3.根据权利要求2所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：所述样板盘(100)上设有若干定位孔(130)，所述连接盘(200)上设有与之适配的若干定位凸块(220)；

所述S100中，将连接盘(200)上的定位凸块(220)对应嵌入样板盘(100)上的定位孔(130)中，而后通过第一连接结构将样板盘(100)与连接盘(200)连接。

4.根据权利要求1所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：所述位置调节机构为X-Y轴移动平台(400)；

所述旋转台(300)安设于X-Y轴移动平台(400)上，所述X-Y轴移动平台(400)带动旋转台(300)移动，以带动样板盘(100)于3D扫描显微镜(500)下方移动。

5.根据权利要求4所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：所述X-Y轴移动平台(400)的行程范围大于所述样板盘(100)的旋转中心至样板盘(100)边缘的最远距离。

6.根据权利要求1所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：所述旋转台(300)的旋转精度≤0.01°。

7.根据权利要求1所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：所述3D扫描显微镜(500)的Z轴光学分辨率≤0.10μm，X轴光学分辨率≤2.0μm，Y轴光学分辨率≤2.0μm；且其扫描方式为白光干涉、相位干涉、共聚焦、融合共聚焦、焦面叠加方式中的一种或多种组合。

8.根据权利要求1所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：所述控制系统(600)包括PC机和旋转台控制器；

所述旋转台(300)与旋转台控制器连接，且旋转台控制器与PC机连接；所述PC机内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序。

9.根据权利要求1所述的用于精准测试防污涂层磨蚀厚度的测量方法，其特征在于：S200中，所述涂层扫描模式包括涂层相切扫描模式和/或全涂层扫描模式。

10.一种测量装置，其特征在于：包括用以涂装涂层(110)的样板盘(100)、旋转台(300)、设置于旋转台(300)上方的3D扫描显微镜(500)以及控制系统(600)；

所述旋转台(300)与样板盘(100)可拆卸连接，用以带动样板盘(100)旋转；且所述旋转台(300)与3D扫描显微镜(500)之间通过设置位置调节机构以使二者相对位置可调整；

所述控制系统(600)与3D扫描显微镜(500)、位置调节机构、旋转台(300)连接用以控制其运行状态；控制系统(600)具有显示和控制功能，其内置图像自动拼接程序和旋转台控制程序。

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