[发明专利]计量型数字图像平面等厚干涉仪及采用其测量物体表面平面度的方法

说明书

技术领域

本发明属于测量仪器及测量方法领域，提供了一种计量型数字图像平面等厚干涉仪及采用该干涉仪对物体表面平面度进行测量的方法。

背景技术

平面等厚干涉仪是与标准平晶共同组成计量系统对物体表面平面度进行测量的仪器。现有平面等厚干涉仪是一种光机型仪器，采用光学放大的原理，目视读数、手工记录，检定结果要靠人工进行大量的数学计算，因此测量过程复杂、检定速度慢、工作效率低、而且检定结果受检定人员的主观影响较大。对于平面度这样需要高精度量化的指标来说，任何误差或影响都可能使测量结果失去意义。在现有光学平面等厚干涉仪的使用过程中，由于设备的频繁使用，部分期间老化、污染，造成干涉图像模糊，使检定人员的工作强度增大，这进一步提升了测量结果失败的可能性。与此同时，CCD摄像和计算机图形处理技术得到了日益快速的发展，在国内外也有了用上述两种技术来分析、处理等倾干涉条纹的研究。但是由于等厚干涉条纹图像处理要涉及到图像的跟踪和判别，因此该技术还未应用于等厚干涉测量领域。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种测量过程简单、检定速度快、检定效率和精度高、检定人员工作强度低的计量型数字图像平面等厚干涉仪，并提供一种采用此种干涉仪对物体表面平面度进行测量的方法。

本发明的目的是提供一种计量型数字图像平面等厚干涉仪，包括光学平面等厚干涉仪，还包括CCD摄像模块、图像采集模块和软件处理模块，所述CCD摄像模块为设在所述光学平面等厚干涉仪目镜处的CCD图像传感器，还包括作为上位机的计算机，所述图像采集模块为安装在所述计算机中的图像采集卡，所述CCD图像传感器连接至所述图像采集卡，所述软件处理模块为安装在所述计算机中、接收所述图像采集卡采集到的图像信号并对其进行处理、最终计算得出待测物体表面平面度值的软件。

该计量型数字图像平面等厚干涉仪还可以采用如下技术方案：

所述CCD图像传感器为CCD摄像机。

所述软件处理模块包括图像接收模块、图像截取模块、图像处理模块和平面度检定模块。

所述软件处理模块还包括打印输出模块。

还包括连接至所述计算机、用于打印输出采集的图像和平面度计算数据的打印机。

本发明的另一个目的是提供一种采用上述计量型数字图像平面等厚干涉仪对物体表面平面度进行测量的方法，包括：

(1)打开仪器电源进行预热的步骤；

(2)将待测物体放置于平面等厚干涉仪内标准平晶上的步骤；

(3)采用计算机中软件进行图像接收的步骤；

(4)调整所述平面等厚干涉仪上的按钮直至显示的图像中干涉条纹位置和数量满足测量要求的步骤；

(5)图像截取的步骤；

(6)图像处理的步骤；

(7)平面度检定，即计算得出平面度值的步骤；

(8)将所述图像和平面度检定值进行屏幕显示的步骤。

该方法还可以采用如下技术方案：

所述步骤(6)依次包括图像二值化、边缘提取、自动识别、像素细分、条纹修补、跟踪、标记和采样，最终得到干涉条纹的干涉级数。

还包括将步骤(8)中所述的图像和平面度检定值进行打印输出的步骤。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明计量型数字图像平面等厚干涉仪通过在现有的光学平面等厚干涉仪的目镜处设置CCD图像传感器、设置安装有图像采集卡和处理软件的上位机，将传统目测读数、手工记录和人工计算平面度的测量方式转换为自动采集、自动计算的方式，实现了平面度检定过程的自动化和数据处理的微机化，使操作过程变得简单，提升了检定速度和工作效率，降低了人工工作强度和检定人员的主观意识对测量结果的影响。检定结果精确可靠。

附图说明

图1是本发明中平面等厚干涉仪的硬件结构示意图；

图2是本发明的系统框图；

图3是本发明中测量物体表面平面度方法的流程图；

图4是本发明中图像处理的结果及参数取定方法的示意图。

图中：1、光学平面等厚干涉仪；2、CCD图像传感器；3、计算机；4、打印机；5、CCD摄像模块；6、图像采集模块；7、软件处理模块；8、图像接收；9、图像截取；10、图像处理；11、平面度检定。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：