本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種可以測量厚度在5mm以下的物體，廣泛應(yīng)用于多種需要測量超薄物體厚度的工業(yè)生產(chǎn)中。

背景技術(shù)：
激光測厚系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的非接觸、在線動(dòng)態(tài)測量的成功應(yīng)用，對于提高產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及安全保障等方面均發(fā)揮著非常重要的作用。它可以完成許多用接觸式測量手段無法完成的檢測任務(wù)。廣泛應(yīng)用于電池極片在線動(dòng)態(tài)非接觸測厚，用于透明薄膜/紙張/玻璃/橡膠牛毛氈等生產(chǎn)企業(yè)，用于生產(chǎn)線上對產(chǎn)品的厚度在線檢測，用于鋼板，銅/鋁箔，板材生產(chǎn)企業(yè)，對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品的厚度在線檢測，用于橡膠測厚，防水材料測厚油氈測厚、瀝青防水材料測厚領(lǐng)域。目前的激光測厚儀一般采用兩個(gè)激光位移傳感器構(gòu)成，由于在工業(yè)生產(chǎn)線中的工作環(huán)境的限制，在一些工作場所會(huì)出現(xiàn)高溫的情況，而一旦U型架變形或振動(dòng)，則會(huì)導(dǎo)致測量精度不高，二個(gè)光電轉(zhuǎn)換部件由于工作不同步而導(dǎo)致上下兩測頭的測量點(diǎn)不重合，及由此導(dǎo)致測量精度不高，測量精度不穩(wěn)定等不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了確保激光測厚儀的高測量精度，涉及了一種以激光作為光源的測厚儀，不再采用兩個(gè)激光位移傳感器分別測量上下測頭到被測物的上下表面的距離來算出厚度，而是直接測量被測物的厚度。本發(fā)明的技術(shù)手段是，一種用激光作為光源的激光測厚儀，結(jié)構(gòu)中包括殼體，關(guān)鍵是：在殼體上設(shè)置有躺倒的U型支架，在U型支架中設(shè)置有相對發(fā)射的上激光器與下激光器，無衍射光學(xué)系統(tǒng)，以及面陣CCD，在上述的基礎(chǔ)上，激光測厚儀將上激光器與下激光器發(fā)出的光束分別打在被測物的上表面和下表面，并形成上下兩個(gè)光斑，這兩個(gè)光斑的光線通過無衍射光學(xué)系統(tǒng)成像到面陣CCD上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后再發(fā)送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，直接得到被測物的厚度。所述的無衍射光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括上透鏡、下透鏡、上反射鏡、下反射鏡、和反射棱鏡，其中上透鏡、上反射鏡與下透鏡、下反射鏡上下對稱設(shè)置，打在被測物上下表面的兩個(gè)光斑的光線分別經(jīng)過上、下透鏡，上、下反光鏡，以及反射棱鏡成像到面陣CCD中。所述的被測物是厚度小于等于5mm的板狀物或薄膜。所述的上透鏡和下透鏡是凸透鏡。所述的反射棱鏡是錐度為95°的棱鏡。本發(fā)明的關(guān)鍵是以激光作為光源，設(shè)計(jì)了一套全新的無衍射光學(xué)系統(tǒng)，通過光學(xué)系統(tǒng)將上下兩個(gè)激光光斑的光束進(jìn)行采集，從而得到被測物的厚度。徹底改變了以往用激光位移傳感器作為測頭，工作原理是上下兩個(gè)激光器照射到被測物的上下表面形成上下二個(gè)光斑，將這兩個(gè)光斑通過一個(gè)無衍射光學(xué)系統(tǒng)成像到面陣CCD上，則，這二個(gè)光斑之間的距離就是被測物的厚度的映射，通過計(jì)算機(jī)的計(jì)算可以直接算出被測物的厚度，這就避免了由于U形支架的變形和上下測頭的測量誤差還有抖動(dòng)等因素的影響。同時(shí)本發(fā)明采取了單鏡頭面陣CCD做光電轉(zhuǎn)換部件，由于是上下光斑同時(shí)測量，若出現(xiàn)上下任一光斑太暗，則該組上下光斑數(shù)據(jù)作廢，保證了用于厚度數(shù)據(jù)的上下光斑的一一對應(yīng)性。本發(fā)明的有益效果是，測量精度高，達(dá)到+/-0.0015mm，避免了U形支架變形、振動(dòng)等導(dǎo)致測量誤差，大大提高了測量精度，而且不怕振動(dòng)，并且安裝使用更簡單，工作更穩(wěn)定，無環(huán)境污染，對人無傷害，對被測物無污染無接觸，同時(shí)新的激光測厚儀有完整的數(shù)據(jù)輸出接口，這為日后的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。附圖說明圖1是本發(fā)明的激光測厚儀的結(jié)構(gòu)原理以及光路圖。1代表U型支架，2-1代表上激光器，2-2代表下激光器，3-1代表上透鏡，3-2代表下透鏡，4-1代表上反射鏡，4-2代表下反射鏡，5代表反射棱鏡，6代表面陣CCD。具體實(shí)施方式一種用激光作為光源的激光測厚儀，結(jié)構(gòu)中包括殼體，關(guān)鍵是：在殼體上設(shè)置有躺倒的U型支架1，在U型支架1中設(shè)置有相對發(fā)射的上激光器2-1與下激光器2-2，無衍射光學(xué)系統(tǒng)，以及面陣CCD6，在上述的基礎(chǔ)上，激光測厚儀將上激光器2-1與下激光器2-2發(fā)出的光束分別打在被測物的上表面和下表面，并形成上下兩個(gè)光斑，這兩個(gè)光斑的光線通過無衍射光學(xué)系統(tǒng)成像到面陣CCD6上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后再發(fā)送至計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理，直接得到被測物的厚度。所述的無衍射光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括上透鏡3-1、下透鏡3-2、上反射鏡4-1、下反射鏡4-2、和反射棱鏡5，其中上透鏡3-1、上反射鏡4-1與下透鏡3-2、下反射鏡4-2上下對稱設(shè)置，打在被測物上下表面的兩個(gè)光斑的光線分別經(jīng)過上、下透鏡，上、下反光鏡，以及反射棱鏡5成像到面陣CCD6中。所述的被測物是厚度小于等于5mm的板狀物或薄膜，對于大于等于5mm的板狀物也可以用改變光路系統(tǒng)來測量。所述的上透鏡3-1和下透鏡3-2是凸透鏡。所述的反射棱鏡5是錐度為95°的棱鏡。本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，首先要對激光測厚儀進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整激光器的焦距，使得被測物平面在170mm左右處對焦。安裝完激光器之后粗調(diào)激光器的角度，使得上激光器的光斑打在下激光器3-2的上表面時(shí)與其基本同心或同軸，同理粗調(diào)下激光器3-2；將待測件安裝到調(diào)整架上，并將其高度調(diào)整到零平面附近，打開激光器，安裝透鏡，使得其角度分別對準(zhǔn)上下光斑；安裝上反射鏡4-1，使得光斑通過透鏡后能到達(dá)反射鏡的中心位置，調(diào)整其角度，使得出射光垂直向下；安裝下反射鏡4-2，調(diào)整其角度，將人眼放在面陣CCD6的位置，如果能夠通過下反射鏡4-2分別觀察到上下光斑即可，否則需要繼續(xù)重復(fù)上述步驟的調(diào)整；安裝面陣CCD6，并調(diào)整其前后位置，使得面陣CCD探測面設(shè)計(jì)的理論位置附近，然后再調(diào)整上、下透鏡的前后位置，使得上下光斑均能在CCD上聚焦；使用黑色圓柱體和放大鏡，從側(cè)面接近上下激光器在零平面附近的光斑，再次調(diào)整激光器的角度，使得其上下光斑對準(zhǔn)；調(diào)整上反射鏡4-1的角度，使得上下光斑均成像在圖像的垂直位置的中心附近，而且在水平方向上有一定的距離，要求在待測物很薄時(shí)，上光斑也應(yīng)該在右邊，而且程序上能夠區(qū)得到兩個(gè)光斑，即整個(gè)圖像范圍內(nèi)不出現(xiàn)“JustOnePoint”的提示，測量5mm的物體時(shí)，圖像上能夠得到兩個(gè)光斑；開始標(biāo)定和測量，標(biāo)定完成后并需要再次精調(diào)激光器，使得被測物傾斜時(shí)結(jié)果只能偏大。在具體測量時(shí)，測量時(shí)如果出現(xiàn)沒有光斑的情況，首先確定相機(jī)是否連接正常，然后確定激光器是否打開，再次上下調(diào)整薄膜所在位置，如果出現(xiàn)只有一個(gè)光斑，可以首先上下調(diào)整薄膜所在的位置。如果該調(diào)整無法使得圖像出現(xiàn)兩個(gè)光斑則觀察薄膜是否傾斜，以至于其中一條光路被擋住或者散射進(jìn)入到透鏡的光極弱。該情況下請調(diào)整薄膜的傾斜狀態(tài)。如果還是無法觀察到兩個(gè)光斑，則通過相機(jī)后面的撥動(dòng)開關(guān)調(diào)整曝光時(shí)間。