汪 琛，赵 斌

（华中科技大学 机械科学与工程学院，湖北 武汉 430074）

引 言

激光三角法是常用的位移测量方法，利用双光路激光三角法进行厚度测量是一种广泛应用的在线测厚方式，其特点是健康环保，实时性好，测量速度快，标定简单，操作方便，不足之处是被测物振动对其测量精度影响较大［1－4］。单镜头激光三角法是一种高精度、测量不受被测物振动影响的在线测厚方法，其测厚原理基于直射型激光三角法和理想光学系统成像原理，在C型测量臂的量程范围内，放置任意一块非透明物体，均可准确得到被测物厚度。

单镜头激光三角法测厚仪的精度取决于以下几个方面：（1）光学及机械零部件的加工精度；（2）作为光源的上下激光器是否同轴对准以及其它零部件定位的准确性；（3）光学系统像差的大小和光斑成像质量；（4）激光器和图像探测器在检测工作中的稳定性；（5）环境影响因素的减小或消除［5－6］。要获得更高的测量精度，除了控制前述精度影响因素外，还需在标定时减小原理误差。

1 单镜头激光测厚仪分析

1.1 测厚原理

仪器外观如图1所示，测厚仪固定在具有等间距安装孔和水平调节机构的支撑架上，测厚仪的姿态由调节机构来控制。被测物置于升降调节架上，通过高度调整使被测物位于测厚仪量程范围内。设备的光学系统固定在侧板上，金属罩壳起遮挡杂散光和减少粉尘、水汽进入设备内的作用。图形探测器上检测到的信号通过USB数据线传输至图像处理设备，用来精确计算被测物厚度。……