薄膜厚度激光测量方法的研究

摘要

随着科学技术与社会化大生产的快速发展，聚酯薄膜的应用越来越广泛，薄膜生产企业迫切需要一种安全、精确和非接触的薄膜厚度实时在线测量技术。针对这种需求，本文进行了非接触式薄膜厚度在线测量方法的探讨和研究。
　　 本文通过对聚酯类薄膜光学特性的深入研究，对多种非接触式薄膜厚度测量方案进行了比较、分析，确定了采用固定波长下红外能量吸收的测量方法。针对红外能量吸收法，设计了红外激光薄膜测厚试验平台，并就红外激光管和光电探测器等器件以及试验薄膜对象的选择进行了讨论。为了克服背景光、电磁干扰以及电路噪声对测量的影响，采用方波对红外激光管的驱动电流进行调制。在信号处理方面，通过设计低噪声前置放大器，采用同步积分器与相关器联用的相关检测电路，对光电探测器获得的信号进行相关运算处理。在调试过程中解决了电路设计存在的一些问题，并基于试验的具体要求进行了改进。在完成试验平台的基础上，针对半硬质PVC薄膜、护卡膜、保鲜膜、聚氯乙烯薄膜和磁记录薄膜进行了实际测试，并对测试结果进行了归纳、分析和总结。
　　 试验结果表明，五种薄膜的试验数据和特性曲线都具有很好的重复性，半硬质PVC薄膜、护卡膜、保鲜膜、聚氯乙烯薄膜的特性曲线还呈现出很好的线性，进而表明本文所采用的红外能量吸收法非常适合聚酯薄膜的厚度测量，也可以应用于其他薄材的厚度测量，具有广泛的应用前景。