激光外差多普勒二次諧波測厚方法研究.pdf

1、玻璃質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)就是玻璃厚度。目前應(yīng)用較廣泛的玻璃厚度測量方法,可以滿足一般玻璃厚度測量的要求,但是在精度要求比較高的玻璃厚度測量方面,以及玻璃制品生產(chǎn)的在線監(jiān)測等方面,應(yīng)用這些方法基本不能實(shí)現(xiàn)測量。目前可以實(shí)現(xiàn)這類特殊測量的方法成本比較高,不適合推廣。
　　 應(yīng)用激光外差技術(shù)和激光多普勒技術(shù)相結(jié)合的激光外差多普勒測量方法可以實(shí)現(xiàn)玻璃厚度的高精度檢測和在線監(jiān)測,但是在測量較薄玻璃的厚度時(shí),由于玻璃厚度較小,導(dǎo)致一次頻差太小

2、而不易被檢測,所以本文提出應(yīng)用二次諧波測量方法,檢測二次差頻,以實(shí)現(xiàn)薄玻璃厚度測量。
　　 二次諧波測量方法應(yīng)用激光多普勒效應(yīng),使得經(jīng)多普勒振鏡反射后的激光的頻率隨時(shí)間的變化而變化,頻率變化后的激光照射到玻璃,由于玻璃厚度存在,使得激光在玻璃前表面的反射光與其之前時(shí)刻經(jīng)后表面反射一次或多次并到達(dá)前表面的激光光程不等,所以各束激光是由振鏡在不同時(shí)刻反射的,其頻率不同。各束激光于玻璃前表面混合產(chǎn)生混頻信號(hào)。光電探測電路將接收到的混合

3、光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),濾波放大后,得到二次諧波差頻電信號(hào),由信號(hào)處理電路對此電信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換,抓取主頻獲得二次諧波頻差,從而計(jì)算得到玻璃厚度。
　　 本文根據(jù)方法的理論計(jì)算,對測量系統(tǒng)進(jìn)行MATLAB仿真,仿真結(jié)果分析表明方法對玻璃厚度小于1mm的測量誤差范圍為±0.006mm,相對誤差最大值為6％。結(jié)合前期的實(shí)驗(yàn)研究,對激光外差多普勒一次差頻測厚方法測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。
　　 得出結(jié)論:測量系統(tǒng)中