通过多波长干扰计和激光三角测量冷金属条的亚微米内线厚度测量

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 计量学和测量科学 计量学和测量科学
• 光学物理学 光学物理学

背景情况:

• 薄金属 (<100微米) 在先进的技术应用中至关重要.
• 在苛刻的工业环境中,线内生产控制需要微米以下的精度.
• 现有的测量方法在准确性和环境干扰方面面临挑战.

研究的目的:

• 开发和验证一种光学厚度计,用于在线测量薄金属.
• 在具有挑战性的生产环境中实现微米以下的精度.
• 为了评估测量器的性能与触摸测量和在现实世界中条件.

主要方法:

• 使用基于调制的2f-3f干扰测量的紧而强大的传感器的开发.
• 激光三角测定与多波长干涉测量的整合.
• 综合测量不确定性分析,考虑到表面粗度.

主要成果:

• 实现了扩展测量不确定性U=0.30μm) 2+4πR_a2,这取决于粗度平均R_a.
• 与几何光学系统相比,对石油残留的敏感性明显较低.
• 根据触摸测量验证了准确性,并证实了在轮机中以200m/min的速度在现实世界中的能力.

结论:

• 开发的光学厚度计为薄金属生产提供可靠的亚微米精度.
• 干涉测量方法在有污染物的工业环境中提供了卓越的性能.
• 该技术已经过验证,用于金属工艺中的实时,高速直线监控.