CN120027411B - 一种隔绝振动的气浮光源以及薄膜检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔绝振动的气浮光源和薄膜检测设备，气浮光源包括壳体，呈空心结构，其内部具有气浮腔；透气块，嵌设于壳体的上部，其上表面具有均匀分布的若干气浮孔，其内部具有从气浮腔连通每个气浮孔的空气通道；导光玻璃，呈立式薄板结构，其嵌设于透气块内并贯穿透气块的厚度方向；线光源，紧贴设置于导光玻璃的下方，线光源的长度方向沿着导光玻璃的长度方向。气浮光源不仅能够提供背光，还能提供令薄膜浮起的气流，避免振动传递给薄膜。薄膜检测设备包括依次设置的放卷机构、前换向辊组、气浮光源、后换向辊组和收卷机构，气浮光源的上方设有视觉机构。薄膜检测设备使薄膜在输送速度较高的情况下，但仍能保持较高的检测精度。

Description

一种隔绝振动的气浮光源以及薄膜检测设备

技术领域

本发明涉及照明装置技术领域，特别涉及一种隔绝振动的气浮光源以及薄膜检测设备。

背景技术

目前国内半导体膜产品对视觉检测的精度要求越来越高，且要求检测效率越来越高，在保证连续运转不停顿检测的情况下，相机对产品的景深要求控制的极高。理论上说，虽然半导体膜输送速度越快，检测效率越高，但半导体膜一般会贴在卷绕过程中通过相机的镜头前完成取像，但是输送速度快会引起振动频率越高，设备机架会将振动传递给相机，输送辊也会将振动传递给半导体膜，减弱相机的振动方法是采用大景深相机，但薄膜的振动仍然会引起图像模糊，制约了检测精度的提高。

中国专利CN220084721U披露了一种薄膜缺陷检测设备，能够在薄膜输送的过程中完成内部缺陷、上表面缺陷和下表面缺陷的检测。此处针对的薄膜不是半导体膜，缺陷是孔洞、黑点、晶点、划伤、斑点、杂质等多靠肉眼就能够明显观察到的外观缺陷，检测精度要求并不高。在输送速度不高的情况下，设备的轻微振动不会对检测精度产生很大的影响。

日本专利JP1995022992B2披露了一种气浮棒，用于定位、干燥或固化连续平面柔性材料。但是这种气浮棒只能提供气体以及供热，不能提供光照，而产生的热量不利于保护半导体膜。

中国专利CN210775277U公开了一种用于检测玻璃刮痕、脏污及气泡的组合光源，这里是通过漫射板将六条线光源发出的光折射后从出光口射出，从而照射在待检测的玻璃上。本光源针对的是玻璃这种有较大质量的硬质板，不用考虑振动对精度的影响。

因此需要提供一种新型光源来解决以上问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种隔绝振动的气浮光源，能够通过透气块向上吹气而令薄膜悬浮，并通过导光玻璃将光线向上提供到透气块的中心，从而在提供高亮度光照的同时，避免将振动传递给薄膜。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种隔绝振动的气浮光源，包括：

壳体，呈空心结构，其内部具有气浮腔；

透气块，嵌设于所述壳体的上部，其上表面具有均匀分布的若干气浮孔，其内部具有从所述气浮腔连通每个气浮孔的空气通道；

导光玻璃，呈立式薄板结构，其嵌设于所述透气块内并贯穿所述透气块的厚度方向；

线光源，紧贴设置于所述导光玻璃的下方，所述线光源的长度方向沿着所述导光玻璃的长度方向。

具体的，所述空气通道由所述透气块内的纳米微孔形成。

具体的，所述线光源包括条形的底板以及沿所述底板长度方向排列设置的多个LED灯珠。

进一步的，所述壳体内还包括位于所述LED灯珠下方的冷却腔，所述气浮腔的下部与所述冷却腔的上部被所述底板隔开，所述气浮腔与所述冷却腔在同一端被连接弯管连通。

进一步的，所述壳体包括由上至下依次拼接的上壳、中壳和下壳，所述上壳与所述下壳分别通过多个螺丝连接在所述中壳上，所述上壳与所述中壳之间夹持有第一密封圈，所述第一密封圈围绕所述气浮腔，所述中壳与所述下壳之间夹持有第二密封圈，所述第二密封圈围绕所述冷却腔。

进一步的，所述壳体还包括设于所述下壳的下方的底壳，所述下壳与所述底壳之间形成分气腔，所述下壳上设有连通所述冷却腔的出口段与所述分气腔的分气支路，所述底壳上设有若干出气口。

进一步的，所述分气支路上设有消音器，所述出气口靠近所述消音器设置。

进一步的，所述底壳的外端设有进气接头，所述进气接头通过软管连通所述冷却腔的进口，所述软管被包围于所述分气腔内且绕过所述消音器。

本发明的另一个主要目的在于提供一种薄膜检测设备，能够使薄膜在输送速度较高的情况下，但仍能保持较高的检测精度。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种薄膜检测设备，包括依次设置的放卷机构、前换向辊组、所述气浮光源、后换向辊组和收卷机构，所述气浮光源的上方设有向下拍摄薄膜的视觉机构。

具体的，还包括测量薄膜输送速度的编码器、检测薄膜是否发生断料的光电感应器以及检测所述收卷机构的收卷厚度的距离感应器。

本发明技术方案的有益效果是：

1、透气块通过空气通道将气流比较均匀地分散到其上表面，并经由气浮孔喷出，从而使薄膜不直接接触气浮光源。导光玻璃提供了一个很细长的透光通道，从LED灯珠发出的光线只能向上穿过导光玻璃或在导光玻璃侧壁发生多次反射而到达上方，从而将靠近透气块中部区域的薄膜照亮，这样就满足了检测背光的亮度要求。

2、薄膜检测设备通过气浮光源一方面为检测区域提供背光，另一方面利用气流使薄膜浮起，从而使薄膜上的检测区域不与薄膜检测设备的任何部位直接接触，使设备振动对薄膜的影响可以忽略不计。因此即使薄膜的输送速度相对较高，但仍能保持较高的检测精度。

附图说明

图1为薄膜检测设备的立体主视图；

图2为实施例气浮光源的立体图；

图3为气浮光源的主视剖视图；

图4为气浮光源的左视剖视图；

图5为线光源的立体图。

图中数字表示：

100-薄膜检测设备，

1-气浮光源，11-壳体，11a-气浮腔，11b-冷却腔，11c-分气腔，111-上壳，112-中壳，113-下壳，114-底壳，1141-出气口，12-透气块，13-导光玻璃，14-线光源，141-底板，142-LED灯珠，15a-第一密封圈，15b-第二密封圈，16-消音器，17-进气接头，18-软管，19-螺丝；

2-放卷机构；

3-前换向辊组；

4-后换向辊组；

5-收卷机构；

6-视觉机构；

7-编码器；

8-光电感应器；

9-距离感应器。

200-薄膜。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例：

如图1所示，本发明的一种薄膜检测设备100，包括依次设置的放卷机构2、前换向辊组3、气浮光源1、后换向辊组4和收卷机构5，气浮光源1的上方设有向下拍摄薄膜的视觉机构6。

薄膜200从放卷机构2上开卷，绕过前换向辊组3、后换向辊组4，继而重新被收卷机构5收卷，在这个过程中，薄膜200会自然拉紧。当薄膜200处于前换向辊组3与后换向辊组4之间时会通过气浮光源1与视觉机构6之间的检测区域。气浮光源1一方面为检测区域提供背光，另一方面利用气流使薄膜200浮起，从而使薄膜200上的检测区域不与薄膜检测设备100的任何部位直接接触。因为薄膜200上离检测区域最近的接触部分在前换向辊组3和后换向辊组4上，即使前换向辊组3和后换向辊组4存在竖直方向的小幅振动，也不会对薄膜200的横向产生很大的影响；而气浮光源1的振动也并不会使作用于薄膜200的气流流速产生很大影响，所以设备振动对薄膜200的影响可以忽略不计。因此即使薄膜200的输送速度相对较高，但仍能保持较高的检测精度。

如图1所示，薄膜检测设备100还包括测量薄膜200输送速度的编码器7、检测薄膜200是否发生断料的光电感应器8以及检测收卷机构5收卷厚度的距离感应器9。

编码器7包括压在薄膜200上的滚轮，薄膜200的反面可以被薄膜料卷、前换向辊组3或后换向辊组4支撑。在薄膜200输送的过程中，其会对滚轮产生摩擦力，从而使滚轮以相同的线速度转动，从而使编码器7测出薄膜200的实时传输速度，这样就可以控制放卷机构2的放卷速度和收卷机构5的收卷速度平衡且达到所需的速度区间。当薄膜200正常输送时，其会遮挡光电感应器8的光路，则光电感应器8不会输出异常信号；而一旦发生断料，光电感应器8就能感测到自己发出的光线，从而输出异常信号，控制薄膜检测设备100立即停机。距离感应器9可以监控薄膜200的收卷半径，如果原料卷放完，收卷半径不足，那么可以接料后继续收卷；如果收卷半径足够，那么可以将原料卷裁断，然后换卷。编码器7、光电感应器8和距离感应器9能够保证设备工作过程中的稳定性。

如图2至图4所示，气浮光源1包括壳体11、透气块12、导光玻璃13和线光源14。壳体11呈空心结构，其内部具有气浮腔11a、冷却腔11b和分气腔11c。透气块12嵌设于壳体11的上部，其上表面具有均匀分布的若干气浮孔，其内部具有从气浮腔11a连通每个气浮孔的空气通道。导光玻璃13呈立式薄板结构，其嵌设于透气块12内并贯穿透气块12的厚度方向。线光源14紧贴设置于导光玻璃13的下方，线光源14的长度方向沿着导光玻璃13的长度方向。

空气通道由透气块2内的纳米微孔形成。透气块12的主要目的在于通过空气通道将气流比较均匀地分散到其上表面，并经由气浮孔喷出，从而使薄膜200不直接接触气浮光源1。因为透气块12要占用气浮光源1上部的大部分区域，所以线光源14的位置只能设置在透气块12的下方，而光线依靠导光玻璃13传递到接近透气块12上表面的位置。导光玻璃13提供了一个很细长的透光通道，从LED灯珠142发出的光线只能向上穿过导光玻璃13或在导光玻璃13侧壁发生多次反射而到达上方，从而将靠近透气块12中部区域的薄膜200照亮，这样就满足了检测背光的亮度要求。

如图5所示，线光源14包括条形的底板141以及沿底板141长度方向排列设置的多个LED灯珠142。冷却腔11b位于LED灯珠142的下方，气浮腔11a的下部与冷却腔11b的上部被底板141隔开，气浮腔11a与冷却腔11b在同一端被连接弯管连通。

LED灯珠142会位于壳体11的封闭空间内，而在发光的时候会难以避免地产生热量。为了避免热量聚集在壳体11内而导致气流温度升高，继而影响到薄膜200，这里将气源同时作为冷媒使用。因为热量产生与LED灯珠142，气流不可直接从下往上穿过LED灯珠142，所以冷却腔11b的上部要紧挨着底板141上LED灯珠142所在区域。气流在气浮腔11a与冷却腔11b的流动方向大体上都沿着水平方向，而方向相反。这样既合理利用了气流，也保证了工作温度的安全性。

如图2至图4所示，壳体11包括由上至下依次拼接的上壳111、中壳112和下壳113，上壳111与下壳113分别通过多个螺丝19连接在中壳112上，上壳111与中壳112之间夹持有第一密封圈15a，第一密封圈15a围绕气浮腔11a，所述中壳112与下壳113之间夹持有第二密封圈15b，第二密封圈15b围绕冷却腔11b。

因为壳体11的内部具有复杂的结构，所以一般采用拼装式结构。其中上壳111与中壳112能夹持透气块12，中壳112与下壳113能夹持底板141，这样透气块12的下壁、上壳111的内壁、中壳112的内壁以及底板141的上壁才能包围形成气浮腔11a，同时底板141的下壁与下壳113的内壁包围形成冷却腔11b。但是上壳111与中壳112的接触面可能形成漏气通道，中壳112与下壳113的接触面可能形成漏气通道，所以需要通过两个密封圈进行密封。这里中壳112的上下表面都设有用来收容密封圈的回形密封凹槽，回形密封凹槽也可以设在上壳111的底面或下壳113的顶面。

如图2至图4所示，壳体11还包括设于下壳113的下方的底壳114，下壳113与底壳114之间形成分气腔11c，下壳113上设有连通冷却腔11b的出口段与分气腔11c的分气支路，底壳114上设有若干出气口1141。分气支路上设有消音器16，出气口1141靠近消音器16设置。底壳114的外端设有进气接头17，进气接头17通过软管18连通冷却腔11b的进口，软管18被包围于分气腔11c内且绕过消音器16。

在兼容气浮和冷却两个功能的情况下，冷却LED灯珠142所需的空气流量会远大于使薄膜200向上浮起所需的空气流量。在透气块12的空气通道只是纳米微孔的情况下，流动阻力也会很大。假如空气在壳体11内压缩，那么会导致拼合而成的壳体11裂开而产生危险，所以需要设置分气腔11c将冷却腔11b的出口侧多余的空气分出，继而通过出气口1141排到气浮光源1外。因为这个分出的气流在分气支路内的流速很快，所以很容易在工作时产生噪音，消音器16就能够减弱工作噪音。因为气浮光源1在安装时接头（进气接头17以及气浮腔11a与冷却腔11b的连接弯管）一般设置在外侧，而冷却腔11b的进口靠内，所以需要管道连接。但硬质管道会与消音器16的位置冲突，所以这里采用软管18连接。底壳114一方面具有保护消音器16和软管18的功能，另一方面也能够阻挡噪音，使工作时设备更安静。为了增大出气流量，所以底壳114在靠近消音器16的两个侧面与底面上都设有出气口1141，每个面上的出气口1141呈辐射状分布，这样就可以增加通气面积，使多余的空气快速排出。

气浮光源1的使用原理为：LED灯珠142供电的情况下，光线透过导光玻璃13向上照射，气流从进气接头17进入软管18，然后通过冷却腔11b，从而将LED灯珠142产生的热量吸收，其中少量的气流通过连接弯管进入气浮腔11a，继而透过透气块12内的纳米微孔往上均匀喷射，实现上部的气浮和照亮目的，大量的气流通过消音器16进入分气腔11c，然后再从出气口1141排出。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种隔绝振动的气浮光源，其特征在于包括：

壳体，呈空心结构，其内部具有气浮腔；

透气块，嵌设于所述壳体的上部，其上表面具有均匀分布的若干气浮孔，其内部具有从所述气浮腔连通每个气浮孔的空气通道；

导光玻璃，呈立式薄板结构，其嵌设于所述透气块内并贯穿所述透气块的厚度方向；

线光源，紧贴设置于所述导光玻璃的下方，所述线光源的长度方向沿着所述导光玻璃的长度方向，所述线光源包括条形的底板以及沿所述底板长度方向排列设置的多个LED灯珠；

所述壳体内还包括位于所述LED灯珠下方的冷却腔，所述气浮腔的下部与所述冷却腔的上部被所述底板隔开，所述气浮腔与所述冷却腔在同一端被连接弯管连通。

2.根据权利要求1所述的隔绝振动的气浮光源，其特征在于：所述空气通道由所述透气块内的纳米微孔形成。

3.根据权利要求1所述的隔绝振动的气浮光源，其特征在于：所述壳体包括由上至下依次拼接的上壳、中壳和下壳，所述上壳与所述下壳分别通过多个螺丝连接在所述中壳上，所述上壳与所述中壳之间夹持有第一密封圈，所述第一密封圈围绕所述气浮腔，所述中壳与所述下壳之间夹持有第二密封圈，所述第二密封圈围绕所述冷却腔。

4.根据权利要求3所述的隔绝振动的气浮光源，其特征在于：所述壳体还包括设于所述下壳的下方的底壳，所述下壳与所述底壳之间形成分气腔，所述下壳上设有连通所述冷却腔的出口段与所述分气腔的分气支路，所述底壳上设有若干出气口。

5.根据权利要求4所述的隔绝振动的气浮光源，其特征在于：所述分气支路上设有消音器，所述出气口靠近所述消音器设置。

6.根据权利要求5所述的隔绝振动的气浮光源，其特征在于：所述底壳的外端设有进气接头，所述进气接头通过软管连通所述冷却腔的进口，所述软管被包围于所述分气腔内且绕过所述消音器。

7.一种薄膜检测设备，其特征在于：包括依次设置的放卷机构、前换向辊组、权利要求1-6任一所述气浮光源、后换向辊组和收卷机构，所述气浮光源的上方设有向下拍摄薄膜的视觉机构。

8.根据权利要求7所述的薄膜检测设备，其特征在于：还包括测量薄膜输送速度的编码器、检测薄膜是否发生断料的光电感应器以及检测所述收卷机构的收卷厚度的距离感应器。