[发明专利]LED式固态红外薄膜厚度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED式固态红外薄膜厚度测量方法，属于光学领域。

背景技术

在薄膜的生产过程中，薄膜厚度的在线测量相当重要。在生产线上，聚酯薄膜纵向行走，通过测量探头获取薄膜各个位置的厚度。目前已知的常用厚度测量方法有射线法、超声波法、红外透射法等。红外透射法作为一种传统的厚度测量方法，长期在聚酯薄膜的厚度测量中占有统治地位。

传统红外线透射测厚方法采用卤素灯炮作为光源1，参见图1所示，光线经透镜会聚成平行光至调制盘3上，调制盘3分别装有测量波长的滤光片4和测量参比波长的滤光片5，再由同步电机6带动调制盘3切割透过的平行光源，经滤光后的两束单色光脉冲交替地照射薄膜7，经薄膜7吸收后，透射光聚集到P_bS传感器8上，并转变成电信号送到信号运算和处理单元9，最终由厚度显示仪10显示出被测聚酯薄膜7的实测厚度值。

传统红外线测厚方法的两个波长红外光是由调制盘3旋转调制获得的，由于调制盘3的调制频率低（大约在60Hz左右），因此测量光与参比光在时间上存在一定的相位差。而双向拉伸薄膜和流延膜通常以300m/min以上的速度运行，因此两束红外波长并非真的照射在同一区域，即在薄膜7的测量空间上存在一定的偏移，这就会造成测量的误差，同时也会使响应速度降低。此外，调制盘3的机械运动还会增加系统的误差，降低系统的可靠性。

发明内容

本发明目的是为了解决采用传统的红外透射法测量薄膜厚度测量误差大、响应速度低的问题，提供了一种LED式固态红外薄膜厚度测量方法。

本发明的方法为：

吸收光LED在光源调制电路的控制下输出波长3.4μm的光脉冲，参比光LED在光源调制电路的控制下后输出波长3.1μm的光脉冲，所述两路不同波长的光同时打在薄膜的同一位置上，透过薄膜的两路光由PbSe传感器吸收并输出电压信号，信号运算和处理单元在光源调制电路输出的同步控制信号的控制下接收所述电压信号，信号运算和处理单元根据接收的电压信号获取薄膜的厚度信息。

本发明的优点：本专利提出的LED式固态红外薄膜厚度测量仪依据红外能量吸收原理，采用双光路设计、固态光电传感器，通过比较吸收波长和参比波长的信号变化，准确地测量出薄膜的厚度。克服了双向拉伸薄膜和流延膜的高速、连续化生产过程中厚度测量的相位差问题，显著的提高了测厚系统的精度、响应速度和可靠性。同时该红外测厚仪还具有对环境的温度、湿度、空气压力、灰尘和薄膜拉伸方向不敏感，运行可靠，安装简便的优点。

附图说明

图1是背景技术中传统红外线测厚方法原理图，图2是本发明测量薄膜厚度方法的原理图，图3是信号运算和处理单元获取薄膜厚度信息的原理图，图4是3.1μm的光脉冲信号示意图，图5是3.4μm的光脉冲信号示意图，图6是信号运算和处理单元提取出的光信号示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式为：

吸收光LED2在光源调制电路1的控制下输出波长3.4μm的光脉冲，参比光LED3在光源调制电路1的控制下后输出波长3.1μm的光脉冲，所述两路不同波长的光同时打在薄膜4的同一位置上，透过薄膜4的两路光由PbSe传感器5吸收并输出电压信号，信号运算和处理单元6在光源调制电路1输出的同步控制信号的控制下接收所述电压信号，信号运算和处理单元6根据接收的电压信号获取薄膜4的厚度信息。信号运算和处理单元6将所述厚度信息输出给厚度显示仪7显示。