CN109387460A - 一种污染颗粒观察及测试装置及分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污染颗粒观察及测试装置及分析方法，装置包括：光学成像设备、照明设备、偏振设备、定位设备、检测设备、处理显示设备、固定设备、动力输出设备，偏振设备包括电子调整设备。照明设备、对颗粒积聚物的至少一部分进行照明，形成照明测量区域，照明测量区域内设有过滤器，偏振设备包括光学偏振光片和光学分析器，光学分析器位于反射光立体显微镜的镜筒的前端，定位设备，按照网格在颗粒积聚物的照明测量区域内移动。本发明可减少测试过程的二次污染几率，整个观察及测试过程通过自动化实现，减少测试时间，提高测量结果的可重现性以及降低人工污染几率。

Description

一种污染颗粒观察及测试装置及分析方法

技术领域

本发明涉及实物表面污染程度测试技术领域，尤其涉及一种污染颗粒观察及测试装置及分析方法。

背景技术

在汽车制造、航空、精密机械、半导体制造、食品加工、健康保健或者医药等领域，对于了解表面易感灰尘的部件、装置、产品、工件或接触表面的技术性清洁度的需求正在日益增长，例如在汽车驾驶领域，愈来愈需要清晰地了解燃料喷射系统、刹车系统、液体系统或缩微化和性能加强的独立部件以及在此基础上制造出的复杂组件的颗粒污染程度。一般由于被测试样本的表面太过庞大、或者由于形状复杂、表面崎岖不平而导致无法用直接法来观察及测试，此时通常采用的方法是通过粘性薄膜或清洁液移除表面的灰尘，在清洁液或滤渣或在粘性薄膜上依据颗粒尺寸、分布和化学属性进行测试分析，上述方法可减少测试过程的二次污染几率。为了减少测试时间、提高测量结果的可重现性以及降低人工污染几率，整个观察及测试过程最好通过自动化实现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种污染颗粒观察及测试装置及分析方法，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一方面，提供一种污染颗粒观察及测试装置，包括：

光学成像设备，对分布于平面结构上的颗粒积聚物进行成像，包括反射光立体显微镜和LED环形光源，所述反射光立体显微镜配置有数码CCD摄像机，所述LED环形光源分别位于所述反射光立体显微镜的镜筒两侧；

照明设备，对所述颗粒积聚物的至少一部分进行照明，形成照明测量区域，所述照明测量区域内设有过滤器；

偏振设备，包括光学偏振光片和光学分析器，所述光学分析器位于所述反射光立体显微镜的镜筒的前端；

定位设备，按照网格在所述颗粒积聚物的所述照明测量区域内移动；

检测设备，接收并评估由每一个所述照明测量区域内的所述光学成像设备的成像数据；

处理显示设备，包括PC机和显示器，所述PC机分别连接所述数码CCD摄像机和所述定位设备；

固定设备，包括框架，所述框架为一侧开口的矩形框，所述LED环形光源位于所述矩形框内，所述LED环形光源发出的照明光束从所述矩形框的开口处射出；

动力输出设备，包括伺服电机，所述显示器、所述PC机、所述伺服电机和所述框架依次连接；其中，

所述偏振设备包括电子调整设备，所述光学偏振光片和所述光学分析器分别通过所述电子调整设备实现在一第一偏振位和一第二偏振位之间的相对位置调整，所述光学成像设备分别生成所述第一偏振位和所述第二偏振位上的所述颗粒积聚物的图像。

上述污染颗粒观察及测试装置，其中，所述光学偏振光片为位于所述LED环形光源发出的照明光束内的偏振膜，所述偏振膜的位置由所述电子调整设备调整。

上述污染颗粒观察及测试装置，其中，所述定位设备为多轴向控制器。

上述污染颗粒观察及测试装置，其中，所述照明设备包括自动聚焦系统。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

可减少测试过程的二次污染几率，整个观察及测试过程通过自动化实现，减少测试时间，提高测量结果的可重现性以及降低人工污染几率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明污染颗粒观察及测试装置的结构示意图；

图2示出了本发明污染颗粒分析方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1所示，本发明污染颗粒观察及测试装置包括光学成像设备、照明设备、偏振设备、定位设备、检测设备、处理显示设备、固定设备和动力输出设备，其中光学成像设备对分布于平面结构上的颗粒积聚物进行成像，包括反射光立体显微镜1和LED环形光源3，对分布于平面结构上的颗粒积聚物进行成像，包括反射光立体显微镜和LED环形光源，反射光立体显微镜1配置有数码CCD摄像机2，LED环形光源3分别位于反射光立体显微镜1的镜筒两侧。照明设备对颗粒积聚物的至少一部分进行照明，形成照明测量区域4，照明测量区域4内设有过滤器5。偏振设备包括光学偏振光片和光学分析器6，光学分析器6位于反射光立体显微镜1的镜筒的前端。定位设备按照网格在颗粒积聚物的照明测量区域内移动。检测设备接收并评估由每一个照明测量区域4内的光学成像设备的成像数据。处理显示设备包括PC机7和显示器8，PC机7分别连接数码CCD摄像机2和定位设备。固定设备包括框架9，框架9为一侧开口的矩形框，LED环形光源3位于矩形框内，LED环形光源3发出的照明光束10从矩形框的开口处射出。动力输出设备包括伺服电机11，显示器8、PC机7、伺服电机11和框架9依次连接。偏振设备包括电子调整设备，光学偏振光片和光学分析器分别通过电子调整设备实现在一第一偏振位和一第二偏振位之间的相对位置调整，光学成像设备分别生成第一偏振位和第二偏振位上的颗粒积聚物的图像。本技术方案中，光学偏振光片为位于LED环形光源3发出的照明光束内的偏振膜12，偏振膜12的位置由电子调整设备调整，定位设备为多轴向控制器13，图中的指示箭头14标出了多轴向控制器13的移动方向，照明设备包括自动聚焦系统。继续参看图示，过滤器5置放于载物片15上，反射光立体显微镜1的视野范围在1X1mm²至5X5mm²之间，过滤器5为直径为26mm或50mm的圆形。

参看图2所示，本发明还涉及一种污染颗粒分析方法，基于如上述任意一项污染颗粒观察及测试装置实现，包括：

在一个平面基质上照亮颗粒积聚物的至少一部分；

按照网格对于所述颗粒积聚物的被照明的照明测量区域进行成像；

基于颗粒特性评估从测量区域获取到的成像数据，在每个测量区域内遮蔽金属颗粒反射的第一偏振位的光线照射下的成像形成第一系列成像数据，而不遮蔽金属颗粒反射的第二偏振位的光线照射下的成像形成第二系列成像数据，第一系列成像数据与第二系列成像数据相互比较以检测金属颗粒，金属颗粒基于数量和大小进行评估，第一偏振位和第二偏振位通过使用电子调整设备调整偏振设备来设定。

从上述实施例可以看出，本发明的优势在于：

可减少测试过程的二次污染几率，整个观察及测试过程通过自动化实现，减少测试时间，提高测量结果的可重现性以及降低人工污染几率。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种污染颗粒观察及测试装置，其特征在于，包括：

光学成像设备，对分布于平面结构上的颗粒积聚物进行成像，包括反射光立体显微镜和LED环形光源，所述反射光立体显微镜配置有数码CCD摄像机，所述LED环形光源分别位于所述反射光立体显微镜的镜筒两侧；

照明设备，对所述颗粒积聚物的至少一部分进行照明，形成照明测量区域，所述照明测量区域内设有过滤器；

偏振设备，包括光学偏振光片和光学分析器，所述光学分析器位于所述反射光立体显微镜的镜筒的前端；

定位设备，按照网格在所述颗粒积聚物的所述照明测量区域内移动；

检测设备，接收并评估由每一个所述照明测量区域内的所述光学成像设备的成像数据；

处理显示设备，包括PC机和显示器，所述PC机分别连接所述数码CCD摄像机和所述定位设备；

固定设备，包括框架，所述框架为一侧开口的矩形框，所述LED环形光源位于所述矩形框内，所述LED环形光源发出的照明光束从所述矩形框的开口处射出；

动力输出设备，包括伺服电机，所述显示器、所述PC机、所述伺服电机和所述框架依次连接；其中，

所述偏振设备包括电子调整设备，所述光学偏振光片和所述光学分析器分别通过所述电子调整设备实现在一第一偏振位和一第二偏振位之间的相对位置调整，所述光学成像设备分别生成所述第一偏振位和所述第二偏振位上的所述颗粒积聚物的图像。

2.根据权利要求1所述污染颗粒观察及测试装置，其特征在于，所述光学偏振光片为位于所述LED环形光源发出的照明光束内的偏振膜，所述偏振膜的位置由所述电子调整设备调整。

3.根据权利要求2所述污染颗粒观察及测试装置，其特征在于，所述定位设备为多轴向控制器。

4.根据权利要求1所述污染颗粒观察及测试装置，其特征在于，所述照明设备包括自动聚焦系统。

5.一种污染颗粒分析方法，其特征在于，基于如权利要求1至4中任意一项所述的污染颗粒观察及测试装置实现，包括：

在一个平面基质上照亮颗粒积聚物的至少一部分；

按照网格对于所述颗粒积聚物的被照明的照明测量区域进行成像；

基于颗粒特性评估从测量区域获取到的成像数据，在每个测量区域内遮蔽金属颗粒反射的第一偏振位的光线照射下的成像形成第一系列成像数据，而不遮蔽金属颗粒反射的第二偏振位的光线照射下的成像形成第二系列成像数据，第一系列成像数据与第二系列成像数据相互比较以检测金属颗粒，金属颗粒基于数量和大小进行评估，第一偏振位和第二偏振位通过使用电子调整设备调整偏振设备来设定。