CN209727335U - 真空度激光检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种真空度激光检测系统，其特征在于，所述真空度激光检测系统包括：激光单元、反射单元、接收单元以及控制单元。激光单元用以产生入射激光光束至反射单元，反射单元具有金属反射膜以反射入射激光光束，并产生反射激光光束至接收单元，接收单元进一步产生侦测信号至控制单元，以得到真空度值。本实用新型的真空度激光检测系统结构简单、性能稳定，可提供检测待测装置真空度值更简便的方案，且即便在不同环境下侦测，也可省去校准的手续，同时仍可获得精准的真空度值。

Description

真空度激光检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种真空度检测系统，特别是涉及一种真空度激光检测系统。

背景技术

真空度是指处于真空状态下的气体稀薄程度，在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，而该压力值越小则表示气体越稀薄。真空度检测广泛应用于工业、医药、食品、家电等多种领域。

精密设备中，真空腔体内的真空度在很大程度上决定了器件的性能、工作的可靠性及其寿命，因此对真空腔体中真空度的检测就显得非常重要。现有的真空度检测仪藉由测量电极之间的电容变化成度测量压力，现有的真空度检测仪内部具有一层薄膜以及电容结构，薄膜在真空压力的作用下可产生形变，根据薄膜产生的形变，根据电容的计算公式，距离和面积发生变化时，电容也相应发生变化，然后通过内部电路，将对应的电容变化进行计算反馈，最后反映出压力的变化。

然而，现有的真空度检测仪仍可能受到环境因素而导致误差，且需要经常校准，因此，仍须提供一种更便利的真空度检测系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种真空度检测系统，其特征在于，所述真空度激光检测系统包括：一激光单元、一反射单元、一接收单元以及一控制单元。所述激光单元用以产生一入射激光光束；所述反射单元具有一金属反射膜，所述金属反射膜是一弧形曲面，且具有相对的受光面以及背光面，所述受光面具有一切点以反射所述入射激光光束，以产生一反射激光光束；所述接收单元用以接收所述反射激光光束而产生一侦测信号；所述控制单元电性连接于所述激光单元以及所述接收单元，用以控制所述激光单元以及所述接收单元，并接收所述侦测信号以得到一真空度值。其中，所述金属反射膜的所述切点具有一切平面以及与所述切平面相交的一垂直面；所述激光单元与所述接收单元分别位于所述垂直面的两相反侧；其中，所述入射激光光束与所述垂直面形成一第一夹角，所述反射激光光束与所述垂直面形成一第二夹角，且所述第一夹角角度等于所述第二夹角角度。

更进一步地，所述接收单元是一四象限接受器，且所述侦测信号为一电流信号。

更进一步地，所述真空度激光检测系统的待测装置是设置于所述反射单元的所述背光面，且所述反射单元是流体连通于所述真空度激光检测系统的待测装置。

更进一步地，所述控制单元进一步包括一光源控制单元，其电性连接所述激光单元，用以调整所述入射激光光束。

更进一步地，所述控制单元进一步包括一处理单元，其电性连接所述接收单元，用以处理所述接收单元所产生的所述侦测信号，以得到所述真空度值。

更进一步地，所述反射单元进一步包括一透光组件，其设置于所述金属反射膜的所述受光面，以使所述入射激光光束通过所述透光组件而传送至所述金属反射膜。

更进一步地，所述金属反射膜具有一曲率，且所述曲率与所述真空度值成反比关系。

更进一步地，所述切点与所述激光单元形成一入射距离，所述金属反射膜的所述切点与所述激光单元形成一反射距离，且所述入射距离以及所述反射距离两者都与所述真空度值成反比关系。

更进一步地，所述第一夹角以及所述第二夹角的角度与所述真空度值成正比关系。

更进一步地，所述金属反射膜的厚度是介于50μm至500μm。

为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的真空度激光检测系统的功能方块图。

图2为本实用新型另一实施例的真空度激光检测系统的功能方块图。

图3为本实用新型一实施例的真空度激光检测系统的局部剖面示意图。

图4为本实用新型另一实施例的真空度激光检测系统的局部剖面示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本实用新型所公开有关“真空度激光检测系统”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本实用新型的优点与效果。本实用新型可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本实用新型的构思下进行各种修改与变更。另外，本实用新型的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本实用新型的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本实用新型的保护范围。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

请参阅图1，图1为本实用新型的其中一实施例的功能方块图，本实用新型的真空度激光检测系统包括：激光单元1、反射单元2、接收单元3以及控制单元4；激光单元1用以产生入射激光光束；反射单元2，用以反射入射激光光束，以产生反射激光光束；接收单元3，用以接收所述反射激光光束而产生一侦测信号；以及控制单元4，其电性连接于所述激光单元以及所述接收单元，用以控制所述激光单元以及所述接收单元，并接收所述侦测信号以得到一真空度值。

请进一步参阅图2，图2为本实用新型的真空度激光检测系统的另一实施例的功能方块图，其中，控制单元4进一步包括光源控制单元41以及处理单元42，光源控制单元41电性连接所述激光单元，用以调整所述入射激光光束；处理单元42电性连接所述接收单元，用以处理所述接收单元所产生的侦测信号，以得到一真空度侦测值。除此之外，控制单元4可进一步视需求包括脉冲信号发生器、逻辑控制单元。

更进一步地，请参阅图3，图3为本实用新型的真空度激光检测系统的局部剖面示意图，本实用新型的真空度激光检测系统S包括：激光单元1、反射单元2、接收单元3以及控制单元4。激光单元产生一入射激光光束L1至反射单元2，反射单元2反射入射激光光束L1，以产生一反射激光光束L2。

更详细而言，反射单元2具有一金属反射膜21，金属反射膜21是一弧形曲面，且具有相对的受光面211以及背光面212，受光面211面向激光单元1 以及接收单元3，而背光面212则是背向激光单元1以及接收单元3。

金属反射膜21的受光面211的弧面具有一切点P以反射由激光单元1产生的入射激光光束L1，产生一反射激光光束L2，切点P具有一相交会的切平面以及与切平面相交的垂直面，切点P不限于受光面211的弧面的中心位置，且切点P可设置镜面以利入射光入射；激光单元1与所述接收单元3分别位于所述垂直面M的两相反侧；其中，所述入射激光光束L1与所述垂直面M 形成一第一夹角θ1，所述反射激光光束L2与所述垂直面M形成一第二夹角θ2，且所述第一夹角θ1等于所述第二夹角θ2。金属反射膜21厚度是介于50μm 至500μm。

更详细而言，接收单元3是一四象限接受器，且所述侦测信号为一电流信号。当反射激光束成像于四象限接受器的光敏面上时，产生一个光斑，在四象限接受器的四个象限Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ产生光电流信号，并可进一步转换成在电压信号至控制单元4，当反射于四象限接受器上的光点偏移后，四个象限的光电流就会发生变化。

具体而言，真空度激光检测系统S的待测装置(图中并未示出)是设置于反射单元2的背光面212方向位置，且反射单元2是流体连通于所述真空度激光检测系统S的待测装置，流体连通即表示于反射单元及待测装置中的流体可流通，举例而言，气体可流通。

反射单元2可进一步包括透光组件22，设置于金属反射膜21的受光面211 之前，以使入射激光光束L1通过透光组件22至金属反射膜21，再反射并穿透透光组件22至接收单元3。透光组件22不易使光束产生折射，可使得入射激光光束完全穿透，且反射激光光束可完全穿透。透光组件22的材料可选自玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethymethacrylate,PMMA)、聚碳酸酯 (Polycarbonate,PC)或其他适当的材料。

本实用新型的真空度激光检测系统S依据光杠杆原理(optical lever)，金属反射膜21会受到待测物的真空度值影响，产生不同的凹陷弧度，弧度越大，曲率则越大，而切点P与激光单元1的距离也越远，也就是说，金属反射膜 21的曲率与待测装置的真空度值成反比关系。此外，切点P与所述激光单元形成一入射距离，所述金属反射膜21的切点P与接收单元3形成一反射距离，且所述入射距离以及所述反射距离两者都与所述真空度值成反比关系，而第一夹角θ1以及所述第二夹角θ2的角度与所述真空度值成正比关系。

进一步地，请参考图4，其显示如本实用新型的真空度激光检测系统S’受到金属反射膜21的真空度值影响，当待测装置具有较低压力的真空程度时，金属反射膜21’的曲率变大，切点P’分别与激光单元1以及接收单元2的直线距离增加，且切点P’与所述激光单元1形成的入射距离以及与接收单元3形成的反射距离均小于切点P与所述激光单元1形成的入射距离以及与接收单元3形成的反射距离。

金属反射膜21对不同真空成度的变化，可在接收单元产生侦测信号，进一步借由控制单元接收侦测信号并进行信号处理，经过运算、处理得到待测装置的真空度值。

此外，控制单元4的处理单元42可依据不同环境温度及气压情况下，预先测定标准值以因应环境改变的差异。

本实用新型的真空度激光检测系统结构简单、性能稳定，可提供检测待测装置真空度值更简便的方案，且即便在不同环境下侦测，也可省去校准的手续，同时仍可获得精准的真空度值。

以上所公开的内容仅为本实用新型的优选可行实施例，并非因此局限本实用新型的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种真空度激光检测系统，其特征在于，所述真空度激光检测系统包括：

一激光单元，用以产生一入射激光光束；

一反射单元，所述反射单元具有一金属反射膜，所述金属反射膜是一弧形曲面，且具有相对的受光面以及背光面，所述受光面具有一切点以反射所述入射激光光束，以产生一反射激光光束；

一接收单元，用以接收所述反射激光光束而产生一侦测信号；以及

一控制单元，其电性连接于所述激光单元以及所述接收单元，用以控制所述激光单元以及所述接收单元，并接收所述侦测信号以得到一真空度值；

其中，所述金属反射膜的所述切点具有一切平面以及与所述切平面相交的一垂直面；所述激光单元与所述接收单元分别位于所述垂直面的两相反侧；

其中，所述入射激光光束与所述垂直面形成一第一夹角，所述反射激光光束与所述垂直面形成一第二夹角，且所述第一夹角角度等于所述第二夹角角度。

2.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述接收单元是一四象限接受器，且所述侦测信号为一电流信号。

3.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述真空度激光检测系统的待测装置是设置于所述反射单元的所述背光面，且所述反射单元是流体连通于所述真空度激光检测系统的待测装置。

4.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述控制单元进一步包括一光源控制单元，其电性连接所述激光单元，用以调整所述入射激光光束。

5.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述控制单元进一步包括一处理单元，其电性连接所述接收单元，用以处理所述接收单元所产生的所述侦测信号，以得到所述真空度值。

6.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述反射单元进一步包括一透光组件，其设置于所述金属反射膜的所述受光面，以使所述入射激光光束通过所述透光组件而传送至所述金属反射膜。

7.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述金属反射膜具有一曲率，且所述曲率与所述真空度值成反比关系。

8.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述切点与所述激光单元形成一入射距离，所述金属反射膜的所述切点与所述激光单元形成一反射距离，且所述入射距离以及所述反射距离两者都与所述真空度值成反比关系。

9.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述第一夹角以及所述第二夹角的角度与所述真空度值成正比关系。

10.根据权利要求1所述的真空度激光检测系统，其特征在于，所述金属反射膜的厚度是介于50μm至500μm。