基于CCD技術(shù)的激光測厚系統(tǒng)的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)在不斷發(fā)展，對(duì)各種物件的厚度檢測的需求也在逐漸快速提高。本文根據(jù)激光三角測距法，利用CCD光學(xué)傳感器，設(shè)計(jì)了一種激光測厚系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)連續(xù)的涂覆生產(chǎn)線厚度在線檢測，同時(shí)通過編寫上位機(jī)軟件顯示并反饋結(jié)果。物體的測厚分為接觸和非接觸兩種方法，其中激光測厚是非接觸式的代表方法，具有優(yōu)良的準(zhǔn)確度和實(shí)時(shí)性，在國內(nèi)外對(duì)于激光測厚都有很廣泛的研究。同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)高質(zhì)量涂層的日益需求，對(duì)涂層各種質(zhì)量參數(shù)監(jiān)督的檢測手段和技術(shù)的要求也越來越高

2、。對(duì)涂層測厚的光學(xué)方法具有較寬的測量范圍和較高的精度的優(yōu)點(diǎn)。
　　本文主要完成的工作如下:
　　1、基于直射式激光三角法的理論對(duì)測厚系統(tǒng)的光路進(jìn)行了研究。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，搭建了實(shí)驗(yàn)光路系統(tǒng)，對(duì)涂層材料樣品進(jìn)行了測量。
　　2、針對(duì)所搭建的測厚系統(tǒng)，在對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)卷積粗處理后，提取粗處理后的波峰數(shù)據(jù)對(duì)常用的三種亞像素光斑中心定位算法（形心法、三次差值法、高斯擬合法）進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果證明高斯擬合法能夠達(dá)到最好的

3、精確度，得到最佳的光斑中心點(diǎn)位置。
　　3、激光測厚整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。測厚整體系統(tǒng)包括CCD驅(qū)動(dòng)電路、ADC采集電路、USB接口傳輸電路。系統(tǒng)選擇STM32芯片作為主處理器，產(chǎn)生CCD的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過芯片內(nèi)部的ADC模塊和USB模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換和與上位機(jī)通信。
　　4、編寫了上位機(jī)軟件，將嵌入式模塊采集的數(shù)據(jù)通過USB上傳到上位機(jī)，上位機(jī)完成對(duì)數(shù)據(jù)的算法處理、計(jì)算和顯示。通過標(biāo)定的涂覆材料，對(duì)測厚系統(tǒng)進(jìn)行了測試。
　　在