CN217466637U - 渐变中性密度片针孔测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属光学元件表面质量的检测领域，尤其涉及渐变中性密度片针孔测试装置，包括整体外框架（1）、激光光源（2）、上光学调整架（301）、下光学调整架（302）、承载平台（4）、运动机构（5）、承载夹具（6）、光功率计（8）及计算机（9）；运动机构（5）包括旋转电机（501）及X轴电动直线位移台（502）；旋转电机（501）固定设于X轴电动直线位移台（502）之上，其输出轴与承载夹具（6）垂直固定相接；X轴电动直线位移台（502）固定设于承载平台（4）之上，其推进端与Y轴电动直线位移台（503）固定相接。本实用新型检测一致性强，测试效率高，检测精度理想。

Description

渐变中性密度片针孔测试装置

技术领域

本实用新型属光学元件表面质量的检测领域，尤其涉及对于中性密度滤光片表面质量中涉及针孔检测的渐变中性密度片针孔测试装置。

背景技术

针孔检测在工业上主要用于钢铁带材的缺陷检测，主流的检测方法见表1。光学镀膜产品大多不导磁导电，尺寸相对较小，判断标准等检测的要求和材质等的不同，光学镀膜领域目前以人工检测和机器视觉为主要检测手段，由于人工检验对人的依赖高，受个人的经验，身体状况，情绪等影响角度，而且一致性差，影响产业规模扩大，急需自动化检测来解决人工检验的问题。

表1针孔检测技术发展过程

针孔检测技术	工业应用阶段及地位	主要技术特点
			人工检验时期	50-60年代，主导地位	依赖人眼及经验
电磁感应无损检测	80年代末-90年代，主导	可检测近表面针孔，精确度不高
			超声无损检测	70年代初-90年代	易受外界干扰，不易实现全非接触式测量
激光扫描检测	70年代-90年代	光学装置复杂，属于机器视觉技术过渡阶段
			基于机器视觉的检测	90年代至今，主导	当前主流技术，可检测表面针孔，还在进一步完善和发展

在钢带材检测大多是基于机器视觉的方法，光源采用高亮度LED，相机采集图像，数据处理模块判断处理，带材通过电机卷绕快速移动，可以实现对带材快速有效的针孔检测，如出现针孔，装置报警并停机等待处理。

光学薄膜器件的自身特性和检验标准不同，带材检测的方法不能解决光学薄膜器件的针孔检验问题，其中中性密度滤光片（以下简称“密度片”）又是比较独特的一种，密度片能够在很宽的波段内对光进行等比例的均匀衰减，广泛应用在各种对光能量衰减有要求的仪器和设备中，其主要作用是对光强进行精准控制，以实现多光源和多接收器之间传输的精确匹配，尤其对于光通讯相关领域尤为重要，随着光学仪器逐渐呈现出小型化和便携化的趋势，光源也逐渐采用激光，镀膜产品表面疵病的影响越来越大。疵病主要是划道和麻点（S/D）,划道是指宽度，以微米（μm）为单位，麻点（以下称“针孔”）是以10微米为单位的，例如表明质量是60/40，指的是道子宽度是60微米和麻点大小400微米，因此在小光斑的光学装置中，针孔的影响较大，对针孔检验的要求也越来越高。

目前人工检验针孔的方法主要是采用垂直膜面的观看透射光的方式。对于膜层较多和光密度值（OD值）较大（OD>4，T<0.01%）的产品，即使有针孔缺陷人眼也很难观测到。而且长期大量的检测不但对产品质量的检测精度不易保证，而且对检验人员的视力也会造成损伤。

针对渐变型的密度片，如果采用带材的检验方式，只要有针孔就不合格。而密度膜的判断是根据检验标准来分级判断的，相对较复杂。如果采用CCD等图像采集方式，由于产品为渐变膜，不同位置的透射率不同，无论通过透射还是反射采集的数据都较难转化为正确的数字信号。因此需要对密度膜的针孔检验设计一种针对性的检测装置。

实用新型内容

针对现有多层并且密度值较大的渐变产品表面检验中的问题，本实用新型提供一种检测一致性强，测试效率高，检测精度理想的渐变中性密度片针孔测试装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

渐变中性密度片针孔测试装置，包括整体外框架、激光光源、上光学调整架、下光学调整架、承载平台、运动机构、承载夹具、光功率计及计算机；

所述上光学调整架与下光学调整架上下间隔一定距离，且横向垂直固定设于整体外框架之上；所述承载平台横向固定设于上光学调整架与下光学调整架之间；所述运动机构包括旋转电机、X轴电动直线位移台和Y轴电动直线位移台所述旋转电机固定设于X轴电动直线位移台之上，其输出轴与承载夹具垂直固定相接，以实现承载夹具的水平旋转运动；所述X轴电动直线位移台固定设于承载平台之上，其推进端与Y轴电动直线位移台固定相接，以实现承载夹具在承载平台上的二维平面直线移动；

所述激光光源的光纤准直器发射端固定设于下光学调整架之上；所述光功率计的光纤准直器接收端固定设于上光学调整架之上；

所述计算机的信号传输端口分别与光功率计、旋转电机、X轴电动直线位移台、Y轴电动直线位移台的信号传输端口相接；所述光纤准直器接收端的信号传输端口与光功率计的信号传输端口相接；所述光纤准直器发射端的信号传输端口与激光光源的信号传输端口相接。

本实用新型采用激光光源和光功率计作为检测仪器，采用激光光源和光功率计作为针孔检测仪器，承载夹具，与待检品尺寸相匹配，并与运动平台连接，控制平台可实现转动和直线运动，装置检测一致性强，测试效率高，检测精度理想。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型图1局部俯视图；

图3为本实用新型待检品的测试路径示意图。

图中：1、整体外框架；2、激光光源；201、光纤准直器发射端；301、上光学调整架；302、下光学调整架；4、承载平台；5、运动机构；501、旋转电机；502、X轴电动直线位移台；503、Y轴电动直线位移台；6、承载夹具；7、被测样品；8、光功率计；801、光纤准直器接收端；9、计算机。

具体实施方式

如图1、图2所示，渐变中性密度片针孔测试装置，包括整体外框架1、激光光源2、上光学调整架301、下光学调整架302、承载平台4、运动机构5、承载夹具6、光功率计8及计算机9；

所述上光学调整架301与下光学调整架302上下间隔一定距离，且横向固定设于整体外框架1之上；所述承载平台4横向固定设于上光学调整架301与下光学调整架302之间；所述运动机构5包括旋转电机501、X轴电动直线位移台502和Y轴电动直线位移台503；所述旋转电机501固定设于X轴电动直线位移台502，其输出轴与承载夹具6垂直固定相接，以实现承载夹具6的水平旋转运动；所述X轴电动直线位移台502固定设于承载平台4之上，其推进端与Y轴电动直线位移台503固定相接，以实现承载夹具6在承载平台4上的二维平面直线移动；

所述激光光源2的光纤准直器发射端201固定设于下光学调整架302之上；所述光功率计8的光纤准直器接收端801固定设于上光学调整架301之上；

所述计算机9的信号传输端口分别与光功率计8、旋转电机501、X轴电动直线位移台502、Y轴电动直线位移台503的信号传输端口相接；所述光纤准直器接收端801的信号传输端口与光功率计8的信号传输端口相接；所述光纤准直器发射端201的信号传输端口与激光光源2的信号传输端口相接。本实用新型可同时对2个电动直线位移台进行控制以实现X-Y轴的二维平面扫描控制。

旋转电机501与X轴电动直线位移台502实现对圆形产品检测。X轴电动直线位移台502与Y轴电动直线位移台503实现对矩形产品的检测。

本实用新型可实现整体支撑，装置可根据要求选择测试用激光光源的激光波长，光纤准直器的调整可使激光损耗尽量小，运动机构承载待检品，控制平台可实现转动和直线运动。承载夹具与待检品尺寸相匹配，并与运动平台连接。光功率计用于测试数据采集。计算机用于装置整体控制。

本实用新型测试过程如下：

1)先将激光光源2和光功率计8调试到最大测量值；2)将运动机构5调整到初始位置；3）在计算机9软件中设置待检品的检测区域的尺寸范围和检测方式（圆形或矩形），两种方式都采用转动与平移的组合方式，即路径1先移动1步，再按照路径2全范围移动，返回起始位置，再按路径1移动1步，重复以上步骤，最终实现测试的全覆盖；4）开始运行，运动机构每测一点，功率计采集坐标和光密度数据，并且与前一个数进行比值处理，如果与设计值相差较大（一般超过一个数量级），说明该处有针孔，并显示出位置坐标，便于查找。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.渐变中性密度片针孔测试装置，其特征在于，包括整体外框架（1）、激光光源（2）、上光学调整架（301）、下光学调整架（302）、承载平台（4）、运动机构（5）、承载夹具（6）、光功率计（8）及计算机（9）；

所述上光学调整架（301）与下光学调整架（302）上下间隔一定距离，且横向垂直固定设于整体外框架（1）之上；所述承载平台（4）横向固定设于上光学调整架（301）与下光学调整架（302）之间；所述运动机构（5）包括旋转电机（501）、X轴电动直线位移台（502）和Y轴电动直线位移台（503）所述旋转电机（501）固定设于X轴电动直线位移台（502）之上，其输出轴与承载夹具（6）垂直固定相接，以实现承载夹具（6）的水平旋转运动；所述X轴电动直线位移台（502）固定设于承载平台（4）之上，其推进端与Y轴电动直线位移台（503）固定相接，以实现承载夹具（6）在承载平台（4）上的二维平面直线移动；

所述激光光源（2）的光纤准直器发射端（201）固定设于下光学调整架（302）之上；所述光功率计（8）的光纤准直器接收端（801）固定设于上光学调整架（301）之上；

所述计算机（9）的信号传输端口分别与光功率计（8）、旋转电机（501）、X轴电动直线位移台（502）、Y轴电动直线位移台（503）的信号传输端口相接；所述光纤准直器接收端（801）的信号传输端口与光功率计（8）的信号传输端口相接；所述光纤准直器发射端（201）的信号传输端口与激光光源（2）的信号传输端口相接。

Images