[发明专利]薄壁件形貌检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄壁件的检测领域，尤其涉及民机制造中的薄壁件的形貌检测装置。

背景技术

在民机制造中，需要对薄壁件装配过程形变进行现场检测与监控，特别是对有可靠性要求的关键部件进行的图像观测，以便对形变误差进行协调和控制，支持大型民机薄壁件实现精密装配与维护。因此，亟需能以非接触方式准确获取薄壁件的形貌信息的装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术难以以非接触方式准确获取薄壁件的形貌信息的缺陷，提出一种用于薄壁件形貌检测装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种薄壁件形貌检测装置，其特点在于，其包括双波长激光器、第一分光棱镜、第二分光棱镜、第一光束准直器、第二光束准直器、反射镜、CMOS相机(CMOS即互补金属氧化物半导体)和放置台，由所述双波长激光器出射的光束经第一分光棱镜分成透射光束和反射光束，所述反射光束经所述反射镜和第二光束准直器照射置于所述放置台上的待测薄壁件，第二分光棱镜将所述待测薄壁件反射的物光束和经第一光束准直器出射的透射光束合光得到合并光束，所述CMOS相机的光敏面接收所述合并光束。

较佳地，所述双波长激光器用于发出两个波长的光束，所述两个波长的光束的中心波长的波长差大于30nm。

较佳地，所述两个波长的光束的光谱宽度均介于5nm和20nm之间。

较佳地，所述两个波长的光束的中心波长分别为491nm和532nm。

较佳地，所述双波长激光器为连续波二极管泵浦固体激光器。

较佳地，所述薄壁件形貌检测装置还包括第一光衰减器和第二光衰减器，分别设置于所述透射光束和所述反射光束的传播路径中，分别用于调节述透射光束和所述反射光束的光强。

较佳地，第一光衰减器和第二光衰减器为线性连续可调的光衰减器。

较佳地，第一分光棱镜和第二分光棱镜为消偏振分光棱镜。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的薄壁件形貌检测装置，通过利用数字全息技术进行薄壁件的形貌检测，其优点在于，本发明能以非接触方式获取物体三维信息，能够用于获取双波长相干光记录的全息图，对观测样本影响非常小，且结构简单，尤其适合用于大型民机的薄壁件的形貌检测。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的薄壁件形貌检测装置的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参考图1所示，本发明一较佳实施例的薄壁件形貌检测装置包括连续波二极管泵浦固体激光器1、第一分光棱镜2、第二分光棱镜7、第一光束准直器5、第二光束准直器6、第一光衰减器3、第二光衰减器4、反射镜8、CMOS相机10和放置台。

本较佳实施例的薄壁件形貌检测装置利用数字全息技术，其中的光路配置如下。

参考图1所示，激光器1出射两种不同中心波长的激光光束，例如分别为491/532nm的中心波长，激光器1输出的光束通过第一分光棱镜2分为反射光2b和透射光2a。透射光2a依次经第一光衰减器3、第一光束准直器5输出平行光束5a至第二分光棱镜7，第二分光棱镜在光路中用作合光棱镜。这部分光路可称为参考光路。

反射光2b依次经第二光衰减器4、第二光束准直器6、反射镜8，得到照明光束8a，照射至置于放置台上的待测薄壁件9上。在照明光束8a的照射下，待测薄壁件9反射含有物体形貌信息的散射光9a至第二分光棱镜7。这部分光路可称为物光光路。

第二分光棱镜7对入射的平行光束5a(参考光)、具有物体形貌信息的散射光9a(物光)进行合光处理得到合并光束7a，合并光束7a形成的干涉全息图由CMOS相机10的光敏面捕获。采用中心波长相差较大(例如30nm以上)的双波长光束，对于表面复杂和梯度大的结构，可改善干涉全息图的相位分布差别。在一些较佳的实施方式中，双波长光束的光谱宽度可介于5nm和20nm之间，为10nm左右。