基于垂直入射的油膜厚度測量系統(tǒng)設(shè)計

應(yīng)用物理學(xué)論文編號:WLX002  論文字數(shù):16101,頁數(shù):40

目  錄
第一章  緒論……………………………………………………… 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展狀況 1
1.3 本文的研究內(nèi)容與工作 4
第二章  基于垂直入射激光三角法測量的理論基礎(chǔ)…………… 5
2.1 垂直入射激光三角法測量的基本原理 5
2.2 垂直入射激光三角法在厚度測量中的應(yīng)用 6
2.2.1 在線玻璃厚度測量中的應(yīng)用 7
2.2.2 在線薄木板厚度測量中的應(yīng)用 8
2.3 垂直入射激光三角法用于厚度測量的理論分析 9
2.3.1 物像位移的關(guān)系 9
2.3.2 測量參考面與被測面相對位置的選取 13
2.3.3 差分式垂直入射激光三角法用于厚度測量的基本原理 14
第三章  基于差分式垂直入射油膜厚度測量系統(tǒng)的設(shè)計 …… 16
3.1 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 16
3.2 半導(dǎo)體激光光源聚焦準直光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計 17
3.2.1 半導(dǎo)體激光光源的選擇 17
3.2.2 聚焦準直光學(xué)系統(tǒng)的分析與模擬設(shè)計 18
3.3 成像光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計 22
3.3.1 測量范圍的分析 22
3.3.2 測量分辨率和測量精度的分析 24
3.3.3 成像光學(xué)系統(tǒng)的模擬設(shè)計 25
第四章  光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量和測量角度的分析 ………………29
4.1 光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量分析 29
4.1.1 準直光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)分析 29
4.1.2 成像光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)分析 30
4.2 散射角和成像角對測量精度的影響 32
第五章  總結(jié)與展望 …………………………………………… 33
參考文獻 ………………………………………………………… 34
致  謝 …………………………………………………………… 36

摘  要
 海面油膜厚度測量對保護海洋環(huán)境有重要的意義，利用激光三角法對油膜厚度進行測量，有非接觸、精度高等優(yōu)點。文章中采用差分式垂直入射激光三角法進行測量,并保證測量范圍：0.1mm～10mm，測量精度：0.01mm；詳細分析了垂直入射激光三角法的物像關(guān)系、如何保證測量范圍和測量精度；模擬設(shè)計了測量系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、激光準直光學(xué)系統(tǒng)、成像光學(xué)系統(tǒng)，并對成像質(zhì)量作了簡要的分析。結(jié)果表明，所設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)能夠較好地滿足測量范圍和測量精度的要求。
關(guān)鍵詞：油膜厚度測量；激光三角法；差分式
Abstract
 The oil film thickness measurement of the sea has important significance to protect the marine environment. There are many advantages such as non-contact, high precision of using laser triangulation to measure the thickness of the film. In the text, make use of differential vertical incident laser triangulation measurement and ensure the measurement range: 0.1mm ~ 10mm, the measurement accuracy: 0.01mm . Gave detail analysis of object-image relations and how to ensure the accuracy and measurement range of the vertical incident laser triangulation. Simulating design the overall structure of measurement system, laser collimator optical system, imaging optical system, and make a brief analysis of the image quality. The results show that the optical system can satisfy the demand of measurement range and measurement accuracy.
Key words:  Oil film thickness measurement； laser triangulation method；differential method