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表面粗糙度是表面微观不平整度的一种度量,它对光学元件和机械零件的性能有着重要影响。表面粗糙度的测量在工业加工领域得到了越来越多的重视。传统测量表面粗糙度的方法有比较法,触针法,光切法,干涉法等,但这些方法都各自存在一定的缺陷。因此需要提出一种新的方法来克服这些缺陷。
为了实现样块表面粗糙度参数的快速,无损,自动测量,研究了一种新的表面粗糙度测量系统。该系统是在米洛干涉显微镜的基础上,结合数字图像处理技术,实现样品表面粗糙度的测量。该系统主要由米洛干涉显微镜,CCD摄像机,计算机和超声波电机组成。首先通过米洛干涉显微系统对样块表面干涉成像,然后将由CCD摄像机采集到的干涉图像,送入计算机进行存储。然后利用数字图像处理技术对干涉图像进行预处理,二值化,细化,提取出样块表面产生的干涉条纹信息。最后对提取的干涉条纹进行最小二乘直线拟合,求出样块表面粗糙度的评定参数。此外,该系统还可以实现对薄膜厚度小于半波长的薄膜进行测量。
与传统的测量方法相比,本论文提出的方法具有非接触,测量精度高,能够实现在线测量的优点。实验结果表明,当样块表面的粗糙度参数小于0.1um时,该方法的测量值与真实值比较接近。