【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及薄膜厚度测量领域，尤其是一种在线近红外薄膜厚度测量方法以及测量仪。
技术介绍
1、塑料薄膜的应用领域涉及包装材料、绝缘材料、感光材料、磁带基材、玻璃贴膜等，厚度范围可由几微米到几百微米。普通的塑料薄膜基本上采用吹塑、压延等成型工艺生产，如聚乙烯膜、聚氯乙烯膜，对于薄膜的生产来说，在生产过程中对其厚度的均匀性要求很高。因此对薄膜的厚度检测采用精度很高的非接触式测厚仪和反馈控制系统进行自动检测和控制。
2、现有非接触测量多采用近红外光源测厚仪测量，光束垂直照射被测薄膜，分析光谱的吸收来测量厚膜。但是，近红外光谱测量往往适合测量厚度较为小的塑料薄膜，精度可达到nm级别，对于测量厚度较大的薄膜往往不够准确。这主要是由于薄膜较厚时，整体的平滑度较差、粗糙度较高，薄膜产生的漫反射光要大于镜面反射光。现有技术中还没有针对较厚的薄膜的漫反射光的测量方法。
技术实现思路
1、在下文中给出了关于本专利技术实施例的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种在线近红外薄膜厚度测量方法及测量仪，减少镜面反射光强，同时保证在线测量有效信号强度，从而降低无效光谱对膜厚测量的影响。本专利技术的测量方法针对较厚薄膜的测量以漫
3、根据本申请的一个方面，提供一种在线近红外薄膜厚度测量方法，包括：
4、将准直的近红外光呈一定角度α照射到被测薄膜上，获取被测薄膜产生的漫反射光谱，通过倾斜角度照射，减少镜面反射光的接收；
5、基于所述漫反射光光谱，计算不同波段光谱的反射吸光度值；漫反射光光谱分多个区间，是由仪器里的分光元件将光谱分成了若干段，形成不同波段光谱；
6、建立不同波段光谱的反射吸光度值和薄膜厚度的关系，从而测量薄膜厚度。
7、其中，所述近红外光为近准直光，用于保证工作距离内光斑大小不变，进一步的，所述近红外光的准直光斑大小为50mm，工作距离为250±100mm。
8、进一步的，所述角度α为照射角度，α优选取75-80°之间的角度，即偏移角度为10-15°，也即该角度为小角度偏移，从而降低反射光强。通过呈角度α入射降低镜面反射光的接收，同时保证整体接收光强度，有效提高整体信号信噪比。经过实验发现，本专利技术的偏斜角度测量方案的误差明显小于现有技术的垂直测量误差，其中α＝80°照射测量效果较好。
9、卤灯发出的光可视为各个方向上有相同的振幅的偏振光。照射到被测薄膜的测量表面时产生的反射光和折射光，可通过菲涅尔公式分析其强度分布，获得角度与光强的关系。
10、菲涅尔公式如下：(r表示光分量比值；θ表示角度；η表示折射率，下标s表示垂直偏振，p表示平行偏振；i表示介质前，t表示介质后)
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15、rs和rp分别为垂直偏振光分量和平行偏振光分量；θi和θt分别为光线的入射角和折射角；ηi和ηt分别为入射前后介质的折射率；f(θi)为反射光线占总光强比例。
16、其中，所述不同波段光谱的反射吸光度值a的计算公式为：
17、
18、
19、其中，sλ、dλ、rλ、tλ分别为样品光谱、暗场光谱、参比光谱和反射光谱，其中，下标λ是光谱波长；sλ、dλ、rλ为直接测量得到，tλ为计算所得；a为反射吸光度值。反射吸光度值的定义为反射率倒数的常用对数。
20、进一步的，建立反射吸光度值a和薄膜厚度的关系，即一次函数关系式y＝ax+b，其中，y为薄膜厚度，x为吸光度值系数。a、b值由算法拟合获得。
21、本专利技术通过上述方案，通过菲涅尔公式获得偏移角度(由cosα公式获得)，再通过吸光度建立膜厚关系。
22、根据本申请的另一方面，提供一种在线近红外薄膜厚度测量仪，包括光源、光学镜组、滤光组、检测器；
23、所述光源采用小功率卤灯灯珠，用于发射宽光谱波段的测量光；
24、所述光学镜组采用多段结构，用于输出准直度较好的测量光束，参考分光和收集漫反射的信号光；
25、所述滤光轮采用近红外窄带滤光片，用于光谱波段的筛选和信号斩波，筛选波段的吸收效果与薄膜厚度成一定关系；
26、所述检测器采用红外检测器，用于检测近红外光强信号。
27、与现有技术相比，本专利技术改进了测量仪的光路系统，其采用多段结构组合校正的方式，由整体结构完成准直，提高光强利用率。
28、进一步，所述光源采用卤素光源，所述卤素光源为5w灯珠，工作波长支持300-2500nm。
29、所述光学镜组包含发光部分、分光部分和收光部分三个部分。
30、进一步的，所述发光部分与所选光源搭配用于输出能量分布均匀的准直光，为此，发光部分包括凹面反射镜和球面透镜，其中凹面反射镜放置于光源之前，球面透镜放置于光源之后。所述透镜采用氟化钙材料，工作波长支持300-2500nm，所述凹面反射镜的反射镜镀膜为反射金膜，工作波长支持500-2500nm。
31、所述分光部分采用正交光路分出参考光束，为此，分光部分包含球面透镜和介质分光片，其中介质分光片放置于正交光路交点。球面透镜满足工作波长支持300-2500nm；所述介质分光片的镀膜为介质镀膜，工作波长支持500-2500nm。
32、所述收光部分采用组合反射镜收光，为此，收光部分包含非球面反射镜，其中收光部分与分光部分反向，与所述非球面反射镜的反射镜镀膜为反射金膜，工作波长支持500-2500nm。
33、所述近红外窄带滤光片组为10nm带宽滤光片，截止波长支持300-2500nm。
34、所述检测器采用pbs检测器，工作波长支持1000-2500nm。
35、本专利技术采用上述近红外薄膜厚度测量仪进行测出来，其测量方法为：测量仪发出的准直光成一定角度照射到被测薄膜上，薄膜产生的漫反射光由测量仪接收，接收信号经过处理分析后获得薄膜厚度数据。本专利技术的倾斜角度照射方案可降低镜面反射光强，增强有效信号，同时减少无效信号接收，进一步提高测量准确性。
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1.一种在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：所述近红外光为近准直光，所述近红外光的准直光斑大小为50mm，工作距离为250±100mm。
3.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：所述角度α为照射角度，α范围为75-80°。
4.根据权利要求3所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：所述角度α＝80°。
5.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：建立不同波段光谱的反射吸光度值和薄膜厚度的关系：y＝ax+b。
7.一种在线近红外薄膜厚度测量仪，其特征在于：包括光源、光学镜组、滤光组、检测器；
8.根据权利要求7所述的在线近红外薄膜厚度测量仪，其特征在于：所述光学镜组包含发光部分、分光部分和收光部分；
9.根据权利要求8所述的在线近红外薄膜厚度测量仪，其特征在于：所述分光部分采用正交光路分出参考光束，
10.根据权利要求8所述的在线近红外薄膜厚度测量仪，其特征在于：所述收光部分采用组合反射镜收光，所述收光部分包含非球面反射镜。
...【技术特征摘要】
1.一种在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：所述近红外光为近准直光，所述近红外光的准直光斑大小为50mm，工作距离为250±100mm。
3.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：所述角度α为照射角度，α范围为75-80°。
4.根据权利要求3所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：所述角度α＝80°。
5.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的在线近红外薄膜厚度测量方法，其特征在于：建立...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸿飞，黄晓晓，杨乐，
申请(专利权)人：奥谱天成厦门光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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