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基于红外技术的薄膜厚度在线测量系统研究

更新时间：2020-03-25 12:14:39 大小：4M 上传用户：zhiyao6 查看TA发布的资源 标签：红外技术 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

在薄膜生产和加工中，实现对薄膜厚度在线精确测量，对控制薄膜产品的精度和降低成本，有着非常重要的意义。本文通过一种基于红外线的薄膜厚度测量技术，实现对薄膜厚度实时在线的测量。

本文主要研究使用红外技术实现对薄膜厚度测量的原理，并在此原理基础上设计了以DSP为核心处理器的红外薄膜厚度在线测量系统。该系统主要包括红外信号发生电路、红外信号接收电路、模拟信号处理电路、数字信号核心处理器TMS320F2812以及人机交互界面。实现红外信号驱动、光电转换、模拟信号处理、AD采样、数字信号处理、数据的实时显示和人机交互等功能。

本系统基于Beer-Lambert原理，即利用透射光光强衰减程度和薄膜厚度之间满足该定理，通过最终测量透射光光强所对应的电信号实现对薄膜厚度的测量。为了尽量避免干扰，该在线测量系统加入了反馈装置。本文介绍了薄膜厚度在线测量系统的实现过程，对在线系统的软硬件部分分别进行了分析、设计和调试。

本系统以处理器TMS320F2812为核心，主要由光信号驱动电路、红外接收电路、模拟信号处理电路、AD采样和处理电路、人机交互四个部分组成。本文使用AVR单片机配合LM317稳压器来产生2.0kHz的方波，驱动红外发光管产生3.4um红外测量光；使用以Pbse红外光敏电阻为核心构成的红外接收电路获取红外透射光信号，经过光电转换转换成电信号，电信号经过前置信号处理和放大后，引入到模拟滤波芯片MAX275设计的标准带通滤波器中，最终得到信噪比较高的模拟信号；采用16位8通道AD7606对模拟信号和红外接收电路温漂信号进行信号采样，DSP核心处理器F2812使用FIR数字滤波器进行数字滤波，并将红外接收电路温漂信号作为反馈信号引入到数据计算中，利用Beer?Lambert原理，得到薄膜厚度与光强度关系；DSP核心处理器F2812和液晶显示触摸屏经过程序设计和通信设置，实现人机交互功能。

本系统应用CCS软件开发平台结合MATLAB中的滤波工具，实现对系统软件部分的编程，调试以及仿真。

实验结果表明，本系统能够排除干扰，在测量量程内实现精度控制在5％以内的指标要求，实现对薄膜厚度进行实时在线准确测量。