一种厚度测量装置和厚度测量方法
【专利摘要】本发明提供一种厚度测量装置和厚度测量方法。该厚度测量装置包括：支架，包括上部支架和下部支架；一对激光探头，分别位于所述上部支架和所述下部支架；测量台，安装到所述支架；以及移动部，用于使被测样品相对于所述一对激光探头沿第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向移动。本发明的厚度测量装置和厚度测量方法，在测量被测样品的厚度时，测量探头不与被测样品压力接触，并且被测样品的被测量部分保持平整，因此，特别适合于测量柔性粘结磁体等具有柔性的物体的厚度。并且仅通过一对激光探头即可准确、快捷地得到被测样品的面厚度分布数据。
【专利说明】一种厚度测量装置和厚度测量方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量厚度的装置和方法，具体而言，涉及一种通过使被测样品相对于厚度测量探头在两个方向上移动，来测量被测样品任一点的厚度的装置和方法。
【背景技术】
[0002]柔性粘结磁体一般是由磁粉(例如包括铁氧体磁粉、钕铁硼磁粉、钕铁氮磁粉)和高分子粘结剂复合，经过挤出成型、压延成型、注射成型等工艺制成，具有良好的柔软性和弹性，可加工成条状、片状等各种复杂形状。以往大量使用的是铁氧体柔性磁体，一般用于电冰箱、消毒柜、厨柜、玩具、文具、广告等行业。它的尺寸精度要求很低，测量厚度时主要是使用千分尺、卡尺等简单测量工具。由于现代化社会发展的需要，对高性能柔性粘结磁体的需求量日增，这些磁体主要应用于微特电机等领域，并且对其尺寸精度提出了更高的要求。
[0003]由于柔性粘结磁体特殊的物理性能，即其良好的柔软性和弹性，一般的接触式厚度测量方法会造成较大误差。例如，在专利文件I中，厚度测量装置主要是由千分表和传感器构成，依靠测量头的曲面实现点接触，从而可以减少薄片翘曲和局部平整度带来的误差。但是，接触式的测量必然要施加一定的压力，并且接触头不能过细，否则容易磨损或者划伤被测量的样品。而对于柔性磁体这种弹性良好的材料来所，接触式测量方法由于挤压变形会造成测量误差，而且单个点的接触测量不能反应磁片的真实厚度。
[0004]目前的非接触式测量方法，主要有放射性测量(例如伽马射线)和激光测量方法。前者适用于微米级的测量，如镀膜厚度测量等，后者虽然对柔性粘结磁体的厚度测量比较合适，但也存在一些问题。
[0005]激光测量方法分为单激光源测量和双激光源测量。对于柔性粘结磁体来说，单激光源测量方法并不可靠，这是因为柔性磁体具有柔软性，不能保证磁片是完全贴合在参考平台上的。而对于双激光源测量，必须使上下一对激光探头精确地聚焦在样品的一点上，而且样品不能扭曲变形，样品的测量点处是同一平面。例如，专利文件2对板材厚度进行测量的专用激光设备具有上下一对激光测量源，测量板材类材料时能有效消除测量误差。但是对于柔性磁体这样的特殊材料，不能保证样品测量时不弯曲，而且在实际测量时只能进行线扫描，不能得到样品的面厚度分布情况。
[0006]专利文件1:CN1884963A
[0007]专利文件2:CN1800776A
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种厚度测量装置和厚度测量方法，使得既不与被测样品压力接触、又使被测样品的被测量部分平整地测量被测样品的厚度。
[0009]为了实现上述目的，本发明提供一种厚度测量装置，包括:支架，包括上部支架和下部支架；一对激光探头，分别位于所述上部支架和所述下部支架；测量台，安装到所述支架；以及移动部，用于使被测样品相对于所述一对激光探头沿第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向移动。
[0010]为了实现上述目的，本发明还提供一种厚度测量方法，使用本发明的厚度测量装置，一边通过所述移动部使被测样品沿所述第一方向和/或所述第二方向移动，一边通过所述一对激光探头测量被测样品的厚度。
[0011]根据本发明的厚度测量装置和厚度测量方法，在测量被测样品的厚度时，测量探头不与被测样品压力接触，并且被测样品的被测量部分保持平整，因此，特别适合于测量柔性粘结磁体等具有柔性的物体的厚度。并且仅通过一对激光探头即可准确、快捷地得到被测样品的面厚度分布数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是根据本发明一个实施方式的厚度测量装置的结构示意图。
[0013]图2示出图1所示厚度测量装置的样品移动部的具体结构。
[0014]图3示出图1所示厚度测量装置的施压构件的具体结构。
[0015]图4是使用本发明的厚度测量装置测得的一个样品的厚度分布图。
[0016]图5是使用本发明的厚度测量装置测得的另一样品的厚度分布图。
【具体实施方式】
[0017]如图1、2所示，根据本发明一个实施方式的厚度测量装置包括支架I。支架I具有上部支架和下部支架。在上部支架上固定有上激光探头4，在下部支架上固定有下激光探头
7。上、下激光探头4、7构成一对激光探头。
[0018]厚度测量装置还包括测试台10。测试台10呈平板状，安装到支架1，可沿X方向相对于支架I移动。在测试台10上，具有矩形狭缝(未图示)。狭缝的延伸方向与X方向平行，使得当测试台10沿X方向移动时，上、下激光探头4、7的激光束始终位于狭缝范围内。这样，当样品9的被测量部分位于狭缝内时，上、下激光探头4、7分别测量样品9的被测量部分的上、下表面到上、下激光探头4、7的距离，从而获得样品9的厚度，由此避免单向厚度测量所带来的误差。
[0019]厚度测量装置还包括测量台移动部6。测量台移动部6的数量可以是两个，分别位于支架I的下部支架的两侧，也可以是一个。测量台移动部6的作用是使测量台10沿X方向移动，从而能够测量样品9在X方向上的任一点的厚度。测量台移动部6采用例如丝杠丝母结构，丝杠沿X方向设置，测试台10固定到丝母。这样，当丝杠旋转时，测试台10随着丝母一起沿X方向移动。测量台移动部6还可以采用其它结构，例如带轮传动机构。
[0020]在测试台10上，安装有样品移动部2。样品移动部2采用例如丝杠丝母结构，并由电机11提供动力。丝杠14由固定在测试台10的支撑部12支撑，沿与X方向交叉(例如垂直)的Y方向设置，样品推板3固定到丝母13。此外，支撑部12还支撑有用于导向的光杆15,丝母13还穿过光杆15。这样，当丝杠14旋转时,样品推板3随着丝母13 —起沿Y方向移动。样品推板3具有与测试台10垂直的推板部30。当将样品9放置在测试台10上时，推板部30与样品9的一个侧边相接触。当样品移动部2使样品推板3沿Y方向移动时，样品9被样品推板3的推板部30推动，也沿着Y方向移动，从而能够使样品9在Y方向上的不同部分位于测试台10的狭缝内，以测量样品9在Y方向上的任一点的厚度。样品移动部2还可以采用其它结构，例如带轮传动机构。
[0021]通过配合使用测量台移动部6和样品移动部2，可实现对样品9的任一点的厚度测量。
[0022]此外，如图1?3所示，在测试台10上还安装有施压构件8，用于将样品9的被测量部分周围的部分压在测试台10的测试面5上，使得被测量部分平整地位于狭缝处，从而减少测量误差。如图3所示，施压构件8包括位于测试面5上的支撑基座18，由支撑基座18支撑的偏心轮17，以及与偏心轮17的外周相接触的一对压片16。偏心轮17连接到电机11。当电机11旋转时，压片16被偏心轮17顶起，离开样品9。这时，样品移动部2使样品9沿Y方向移动。然后，随着偏心轮17的进一步旋转，压片16因自身重力而落下，压在样品9上，一对压片16相对于测试台10的狭缝分别位于Y方向的上、下游侧。
[0023]采用上述厚度测量装置，上、下激光探头由机械框架来固定其位置，因而可以使得激光探头的对焦非常精确。测量时，采用压片来压紧被测量部分的周围部分，使得被测量部分(位于狭缝内的部分)能够保持在同一水平位置，提高了测量精度。并且，通过在测量时使样品相对于激光探头在两个方向上移动，能够测量样品任一点的厚度。
[0024]本发明的厚度测量装置，当测量厚度为0.1?3.0mm的柔性磁体时，测量精度可达
0.0lmm,如图4、5所示。
[0025]尽管以上通过实施方式详细说明了本发明，但是，本发明不限于上述实施方式。本领域技术人员可知，在不脱离本发明的精神的范围内，可以对本发明进行各种变形。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种厚度测量装置，包括: 支架，包括上部支架和下部支架； 一对激光探头，分别位于所述上部支架和所述下部支架； 测量台，安装到所述支架；以及 移动部，用于使被测样品相对于所述一对激光探头沿第一方向和与所述第一方向交叉的第二方向移动。
2.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述移动部包括: 测量台移动部，用于使所述测量台沿所述第一方向移动；以及 样品移动部，用于使被测样品在所述测量台上沿所述第二方向移动。
3.根据权利要求2所述的厚度测量装置，其特征在于，所述测量台移动部和所述样品移动部采用丝杠丝母结构或带轮传动机构。
4.根据权利要求2所述的厚度测量装置，其特征在于，所述样品移动部包括样品推板，用于沿所述第二方向移动，以推动被测样品沿所述第二方向移动。
5.根据权利要求1所述的厚度测量装置，其特征在于，所述测量台呈平板状，具有在上下方向上贯穿所述测量台的缝隙。
6.根据权利要求5所述的厚度测量装置，其特征在于，所述缝隙平行于所述第一方向。
7.根据权利要求5所述的厚度测量装置，其特征在于，还包括施压构件，用于向着所述测量台对被测样品施压。
8.根据权利要求7所述的厚度测量装置，其特征在于，所述施压构件包括偏心轮和与所述偏心轮的外周相接触的一对压片。
9.根据权利要求8所述的厚度测量装置，其特征在于，所述一对压片相对于所述缝隙分别位于沿所述第二方向的上游侧和下游侧。
10.一种厚度测量方法，使用根据权利要求1?9中任一项所述的厚度测量装置，一边通过所述移动部使被测样品沿所述第一方向和/或所述第二方向移动，一边通过所述一对激光探头测量被测样品的厚度。
【文档编号】G01B11/06GK103868461SQ201210528211
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月10日 优先权日:2012年12月10日
【发明者】蔡道炎, 王进东, 敖学如, 饶晓雷, 胡伯平 申请人:北京中科三环高技术股份有限公司