基本信息
- 项目名称：
- 光电传感涂层均匀度测量仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 光电传感涂层均匀度测量仪利用光电传感技术对物体外表面的平整度进行近距离非接触检测。借助于软件平台，还可以对所采集的数据进行分析、统计、打印并可生成二维曲线及三维仿真。
- 详细介绍：
- 光电传感涂层均匀度测试仪是一种高精度表面涂层质量测量设备，它是利用激光对被测物体表面实现非接触测量，能对采集的物体表面形貌数据串行传送到计算机进行处理、Excel数据表格保存、数据分类统计、曲线显示和打印、Matlab三维图形，能够具体直观的反应出涂层表面的平整度和均匀度。 其具有操作方便、在线检测、应用范围广、测试速度快、测量精度高、对物体外表面无任何损伤等特点，该项目很好的解决了传统触针式测试对物体表面的损伤以及测试精度低等技术问题。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的:现代工业中对涂层表面的均匀度要求很高，例如制作集成电路的元晶片表面平整度，液晶表面的均匀度。因此，一台适合现代工业需求的均匀度测量仪器就显得非常必要。此外，本项目还可以用做颜色和厚度检测。 基本思路：根据光的反射原理，当光电传感器贴近物体表面时，由发射光源发出的光将反射回光接收系统，不均匀物体表面对光的反射情况有差异，我们可以对反射光的强度和光谱分布进行分析，建立后向散射光谱分布模型，通过后台信号处理和分析，从而获取物体表面的均匀度和平整度。 创新点：采用光电传感非接触式测量，速度快，精度高，操作方便，对物体表面无任何损伤。能对采集的物体表面形貌数据串行传送到计算机进行处理、Excel数据表格保存、数据分类统计、曲线显示和打印、Matlab三维图形。 技术关键：该系统是以MSP430单片机为核心，通过控制步进电机实现对特定区域扫描，同时激光传感器将扫描过的区域的高度变化用模拟电压量的形式传给单片机，对模拟电压进行数字化，然后将量化后的数字信号通过串口传给电脑进行分析处理。 技术指标：检测距离45～85mm 线性度<1％ 测试精度优于5微米 扫描范围100X100mm 工作温度0～＋45°C 电源AC220V，50Hz
科学性、先进性
- 激光测量技术因其精度高，速度快，高灵敏度的显著特点在现代工业为人们所推崇，本项目中正是使用光电传感技术实现对涂层表面形貌数据的采集，其精度高，速度快，灵敏度高，可实现对微小物体表面微小变化的检测，很好的解决了传统触针式测试对物体表面的损伤以及测试精度低等技术问题。 其对采集的物体表面形貌数据串行传送到计算机进行分析处理、分类统计，进行更好的优化，并可以得出曲线和Matlab三维图形的显示，可以形象直观的反应出涂层表面的平整度和均匀度。
获奖情况及鉴定结果
- 作品还在完善阶段，目前还没通过专家的评审。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 技术成果一次转让
作品可展示的形式
- 实物，现场演示，图片。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 具有操作方便、在线检测、应用范围广、测试速度快、测量精度高、对物体外表面无任何损伤等特点。 其可用于表面涂层均匀度测试、板材和薄膜厚度测量、液体液面高度测量、物体颜色识别。具体工程运用有激光传感木板形变检测、木板厚度测量、圆晶片检测、电路板标记检测、液晶显示屏检测、瓶盖检测等。 产品具有较明显的技术优势，应用范围广，推向市场后，将会产生较高的经济价值。
同类课题研究水平概述
- 传统检测技术（电感触针）存在不足，它是利用金属触针直接与被测物体表面接触进行测试，这样对物体表面有损伤，影响测量精度。采用光电传感技术可实现表面涂层的非接触测量，可提高测量的精度和速度，光电传感器能更灵活方便对物体的内外表面进行近距离的非接触检测，具有测试速度快，在不损伤物体表面的情况下，可完成微小面积的检测，测量精度更高。 根据光的反射原理，当光电传感器贴近物体表面时，由发射光源发出的光将反射回光接收系统，不均匀物体表面涂层对光的反射情况有差异，通过对被测物体的光扫描，得到不均匀物体表面不同位置的后向散射光，我们可以对散射光的强度和光谱分布进行分析，通过计算机对采集数值的计算和仿真，建立后向散射光谱分布模型，从而确定物体表面涂层均匀度的分布质量。建立一套实时测试系统，对表面涂层信息实现图形、数据的监测和统计。 针对表面检测中存在问题，找出影响测试误差的因素，采用后向散射光谱分析方法，构建不同材料表面的光谱分布图，通过实验仿真建模，在前期研究基础上，实现利用光电传感器对物体表面涂层均匀度的检测。
