CN222579964U - 一种光致发光缺陷检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及缺陷检测技术领域，尤其涉及一种光致发光缺陷检测仪。该缺陷检测仪包括支撑平台和连接于支撑平台的光学检测装置；光学检测装置包括激光发射器、载物平台和识别机构；载物平台用于承载待检测样本，激光发射器发出的光能够照射到待检测样本上；识别机构包括第二分光片、第一识别通道和第二识别通道，第二分光片能够将待检测样本被激发后的光分为第一光束和第二光束，第一识别通道用于接收并识别第一光束；第二识别通道用于接收并识别第二光束。本申请中，第二分光片将待检测样本被激发后的光按照设定的波长阈值分为两种光束，通过两个识别通道分别对两种光束进行精准地识别分析，能够提升检测仪的检测效率和检测精度。

Description

一种光致发光缺陷检测仪

技术领域

本实用新型涉及缺陷检测技术领域，尤其是涉及一种光致发光缺陷检测仪。

背景技术

光致发光缺陷检测仪是一种用于检测样本表面缺陷的仪器，其原理为：通过用一定波长的光激发待检测样本，使其发出特定波长的光，再使用识别机构捕捉待检测样本发出的光信号，经过计算机处理后展现在屏幕上，从而发现待检测样本中肉眼无法发现的缺陷。

现有的光致发光缺陷检测仪通常使用相机捕捉待检测样本发出的光信号，并将光信号转化成影像进行输出。由于影像的识别精度有限，待检测样本中的一些较小的缺陷无法识别出来，导致缺陷检测仪的检测精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光致发光缺陷检测仪，以解决现有的光致发光缺陷检测仪存在的检测精度低的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种光致发光缺陷检测仪，包括支撑平台和连接于所述支撑平台的光学检测装置；

所述光学检测装置包括激光发射器、载物平台和识别机构；所述载物平台用于承载待检测样本，所述激光发射器发出的光能够照射到所述待检测样本上；所述识别机构包括第二分光片、第一识别通道和第二识别通道，所述第二分光片能够将所述待检测样本被激发后的光分为第一光束和第二光束，所述第一识别通道用于接收并识别所述第一光束；所述第二识别通道用于接收并识别所述第二光束。

进一步地，所述第一识别通道包括第二狭缝过滤片和光谱仪，所述第二狭缝过滤片设置于第一光束的路径上且位于所述第二分光片和所述光谱仪之间。

进一步地，所述第二识别通道包括过滤片和扫描相机，所述过滤片设置于所述第二光束的路径上且位于所述第二分光片和所述扫描相机之间。

进一步地，所述第二识别通道还包括旋转器，所述旋转器用于驱动所述过滤片旋转。

进一步地，还包括第一旋转棱镜机构，所述第一旋转棱镜机构包括可旋转的第一棱镜，所述激光发射器发出的光经过所述第一棱镜照射到所述待检测样本上。

进一步地，所述光学检测装置还包括光斑整形机构，所述光斑整形机构设置于所述激光发射器和所述第一旋转棱镜机构之间，包括依次设置于所述激光发射器的光线路径上的第一透镜、第一狭缝过滤片和第二透镜。

进一步地，所述光学检测装置还包括第一分光片和/或聚焦物镜，所述第一分光片和/或所述聚焦物镜设置于所述激光发射器的光线路径上且位于所述第一棱镜和所述载物平台之间。

进一步地，还包括防护罩，所述防护罩装设于所述支撑平台上，部分所述光学检测装置装设于所述支撑平台的上方且设置于所述防护罩内。

进一步地，所述激光发射器、所述光斑整形机构、所述第一旋转棱镜机构和第一分光片沿水平方向依次布置，所述第一分光片和所述载物平台沿竖直方向依次布置；

所述激光发射器、所述光斑整形机构、所述第一旋转棱镜机构和第一分光片均装设于所述支撑平台的上方且设置于所述防护罩内；

所述载物平台设置于所述支撑平台的下方。

进一步地，所述载物平台装设于十字形移动导轨上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的光致发光缺陷检测仪包括支撑平台和连接于支撑平台的光学检测装置；光学检测装置包括激光发射器、载物平台和识别机构；载物平台用于承载待检测样本，激光发射器发出的光能够照射到待检测样本上；识别机构包括第二分光片、第一识别通道和第二识别通道，第二分光片能够将待检测样本被激发后的光分为第一光束和第二光束，第一识别通道用于接收并识别第一光束；第二识别通道用于接收并识别第二光束。本申请中，第二分光片将待检测样本被激发后的光按照设定的波长阈值分为两种光束，通过两个识别通道分别对两种光束进行精准地识别分析，可几乎同时得到双通道的识别分析结果，从而能够提升检测仪的检测效率和检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的光致发光缺陷检测仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的第一棱镜的一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例四提供的光致发光缺陷检测仪的结构示意图；

图4为本实用新型实施例五提供的第一旋转棱镜机构、第二旋转棱镜机构和驱动组件的连接结构示意图；

图5为图4在A-A处的剖视图；

图6为本实用新型实施例五提供的第一旋转棱镜机构、第二旋转棱镜机构和驱动组件当第一棱镜和第一传动轴连接时的结构示意图；

图7为本实用新型实施例五提供的第一旋转棱镜机构、第二旋转棱镜机构和驱动组件当第二棱镜和第二传动轴连接时的结构示意图。

图标：

1-支撑平台；

2-光学检测装置；21-激光发射器；22-载物平台；23-识别机构；231-第二分光片；232-第二狭缝过滤片；233-光谱仪；234-旋转器；235-过滤片；236-扫描相机；24-第一旋转棱镜机构；241-第一棱镜；25-光斑整形机构；251-第一透镜；252-第一狭缝过滤片；253-第二透镜；26-第一分光片；27-聚焦物镜；28-F-θ透镜；29-第二旋转棱镜机构；291-第二棱镜；292-第三驱动源；210-驱动组件；2101-第四驱动源；2102-主动轮；2103-第一从动轮；2104-第二从动轮；2105-旋转板；21051-弧形齿；2106-第一传动轴；2107-第二传动轴；2108-齿条；2109-第五驱动源；21010-锥形齿轮；21011-齿轮；3-防护罩。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“连接”和“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

现有的光致发光缺陷检测仪通常使用相机捕捉待检测样本发出的光信号，缺陷检测仪的检测精度较低。

基于此，本实用新型实施例一提供了一种光致发光缺陷检测仪，参照图1，该光致发光缺陷检测仪包括支撑平台1和连接于支撑平台1的光学检测装置2；

光学检测装置2包括激光发射器21、载物平台22和识别机构23；载物平台22用于承载待检测样本，激光发射器21发出的光能够照射到待检测样本上；识别机构23包括第二分光片231、第一识别通道和第二识别通道，第二分光片231能够将待检测样本被激发后的光分为第一光束和第二光束，第一识别通道用于接收并识别第一光束；第二识别通道用于接收并识别第二光束。

上述结构中，第二分光片231为波长方光片,其允许特定波长以上的光线通过，特定波长以下的光线将反射,其中：通过第二分光片231的光线形成第一光束，第一光束进入第一识别通道内；由第二分光片231反射的光线形成第二光束，第二光束进入第二识别通道内。本实施例中，第二分光片231将待检测样本被激发后的光按照设定的波长阈值分为两种光束，通过两个识别通道分别对两种光束进行精准地识别分析，可几乎同时得到双通道的识别分析结果，从而能够提升检测仪的检测效率和检测精度。

进一步地，第一识别通道包括第二狭缝过滤片232和光谱仪233，其中：第二狭缝过滤片232设置于第一光束的路径上且位于第二分光片231和光谱仪233之间，其能够有效减小光的散射和干扰，提高光谱仪233的识别精度；光谱仪233用于对第一光束进行光谱数据的分析。

进一步地，第二识别通道包括过滤片235和扫描相机236，其中：过滤片235设置于第二光束的路径上且位于第二分光片231和扫描相机236之间，其用于根据激发光的波长特性进行筛选；扫描相机236可为面阵相机或线阵相机，其能够将得到的激发光进行影像资讯输出。通过对扫描相机236输出的图像或影像进行设别分析，能够得到待检测样本的形态和表面质量。

在上述结构的基础上，第二识别通道还包括旋转器234，旋转器234用于驱动过滤片235旋转。旋转器234的设置，使得过滤片235能够根据使用需求进行旋转，针对特定光波段进行切换，使检测仪能够快速应用在多种激发光谱的需求上，以提高检测仪的适配度。

本实用新型将相机与光谱仪进行共轴设计,可得到双通道的资讯，其中：相机通道可进行高速的线扫描模式，得到光致发光或萤光的光强讯号分析；光谱仪通道可以进行光谱讯号分析，得到光波长的分布与半高全宽资讯。本申请提供的缺陷检测仪，通过扫描相机236能够检测出待检测样本表面的缺陷，通过光谱仪233能够检测出扫描相机236无法识别出的缺陷，具有检测精度高以及检测效率高等优势。

继续参照图1，所述光致发光缺陷检测仪还包括第一旋转棱镜机构24，第一旋转棱镜机构24包括可旋转的第一棱镜241，激光发射器21发出的光经过第一棱镜241照射到待检测样本上。

上述结构中，可旋转的第一棱镜241能够对激光发射器21发出的光进行角度的变化,使光线可进行单一轴向高速扫描，从而以线扫描的模式对待检测样本进行扫描。采用可旋转的第一棱镜241的扫描方式能够维持激光发射器的特性,不会去分化激光发射器强度以及后续激发光的品质；并且，扫描的角度范围更大且扫描速度更高，从而能够提高检测仪的检测范围及检测效率。

可选地，第一棱镜241为多面体形式，其可为棱柱状、棱锥状或其他不规则棱形；例如，第一棱镜241可为四面体、五面体、八面体等形状。

参照图2，作为一个具体的示例，第一棱镜241可以为菱形柱状或菱形多面体的结构。

在上述结构的基础上，第一旋转棱镜机构24还包括用于驱动第一棱镜241旋转的第一驱动源；所述第一驱动源可以为电机，电机的输出轴连接于第一棱镜241，当电机工作时，能够驱动第一棱镜241围绕第一棱镜241的旋转轴线往复转动，使光线可进行单一轴向高速扫描。

继续参照图1，该光致发光缺陷检测仪还包括光斑整形机构25，光斑整形机构25设置于激光发射器21和第一旋转棱镜机构24之间，包括依次设置于激光发射器21的光线路径上的第一透镜251、第一狭缝过滤片252和第二透镜253。

上述结构中，光斑整形机构25对应主光学波段涵盖激发物质的波长，工作时，激光发射器21发出的光依次经过第一透镜251、第一狭缝过滤片252和第二透镜253；光斑整形机构25将激光发射器整形及扩束，以提供良好光斑品质。

进一步地，该光致发光缺陷检测仪还包括F-θ透镜28，F-θ透镜28设置于激光发射器21的光线路径上且位于第一棱镜241的下游。F-θ透镜28在第一棱镜241在扫描的过程中,能够确保光斑大小的一致性以及确保焦点共面。

进一步地，该光致发光缺陷检测仪还包括第一分光片26和/或聚焦物镜27，第一分光片26和/或聚焦物镜27设置于激光发射器21的光线路径上且位于第一棱镜241和载物平台22之间。

本实施例中，光致发光缺陷检测仪包括第一分光片26和聚焦物镜27，第一分光片26和聚焦物镜27沿激光发射器21的光线路径依次设置。

上述结构中，第一分光片26为波长方光片,其允许特定波长以上的光线通过，特定波长以下的光线将反射,反射光将形成入射光扫照射在待检测样本的表面上，待检测样本的表面将入射光吸收后,产生高于入射光波长的激发光(可为光致发光或萤光)，所述激发光能够穿透第一分光片26进入识别机构23。第一分光片26的设置，一方面，能够对照射在待检测样本上的入射光进行筛选；另一方面，能够改变光线的角度，使整个装置的布局更加合理、紧凑。

上述结构中，聚焦物镜27设置在第一分光片26和载物平台22之间，用于使光线聚焦在待检测样本上。

继续参照图1，所述光致发光缺陷检测仪还包括防护罩3，防护罩3连接于支撑平台1上，部分光学检测装置2连接于支撑平台1的上方且设置于防护罩3内。

具体地，激光发射器21、光斑整形机构25、第一旋转棱镜机构24、F-θ透镜28和第一分光片26沿水平方向依次布置；第二狭缝过滤片232、第二分光片231、第一分光片26、聚焦物镜27和载物平台22沿竖直方向依次布置；第二分光片231、过滤片235和扫描相机236沿水平方向依次布置。

在上述结构的基础上，激光发射器21、光斑整形机构25、第一旋转棱镜机构24、F-θ透镜28、第一分光片26、第二分光片231、第二狭缝过滤片232、过滤片235和扫描相机236均通过支架结构连接于支撑平台1的上方且设置于防护罩3内，防护罩3能够对其内部的光学元件进行保护，还能够防止外部光线的干扰。载物平台22设置于支撑平台1的下方且设置于防护罩3的外部，便于更换样本。光谱仪233设置于防护罩3的外部，便于调节操作。

通过上述结构，本实施例提供的缺陷检测仪具有布局合理、结构紧凑以及操作方便等优势。

实施例二

本实施例提供了一种光致发光缺陷检测仪，本实施例提供的光致发光缺陷检测仪是在实施例一的基础上进行的扩展方案。

本实施例中，载物平台22装设于十字形移动导轨上，载物平台22可在平面内沿任意方向移动，使线激光能够对待检测样本进行全面的扫描。

实施例三

本实施例提供了一种光致发光缺陷检测仪，本实施例提供的光致发光缺陷检测仪是在实施例一的基础上进行的扩展方案。

本实施例中，第一棱镜241具有两个相互垂直的旋转轴线，第一旋转棱镜机构24还包括用于驱动第一棱镜241旋转的第二驱动源，第一驱动源和第二驱动源分别用于驱动第一棱镜241围绕两个旋转轴线旋转，使线激光能够对待检测样本进行全面的扫描。示例性地，参照图1，其中一个旋转轴线位于第一棱镜241的中心且垂直于纸面，另一个旋转轴线位于第一棱镜241的一侧且平行于纸面，通过使第一棱镜241围绕两个相互垂直的旋转轴线旋转，将线激光转化为面激光，从而能够对待检测样本进行全面的扫描。

实施例四

本实施例提供了一种光致发光缺陷检测仪，本实施例提供的光致发光缺陷检测仪是在实施例一的基础上进行的又一扩展方案。

参照图3，本实施例提供的光致发光缺陷检测仪还包括第二旋转棱镜机构29，第二旋转棱镜机构29设置在第一旋转棱镜机构24的下游(具体在第一旋转棱镜机构24和F-θ透镜28之间)，其包括第二棱镜291和用于驱动第二棱镜291旋转的第三驱动源292。本实施例中，第一棱镜241具有一个旋转轴线，且第一棱镜241的旋转轴线和第二棱镜291的旋转轴线相垂直，通过第一棱镜241和第二棱镜291将线激光转化为面激光，从而能够对待检测样本进行全面的扫描。

上述结构中，第三驱动源292可以为电机，电机的输出轴连接于第二棱镜291。

实施例五

本实施例提供了一种光致发光缺陷检测仪，本实施例提供的光致发光缺陷检测仪是在实施例四的基础上进行的扩展方案。

参照图4，本实施例中的光致发光缺陷检测仪还包括驱动组件210，驱动组件210包括第四驱动源2101、主动轮2102、第一从动轮2103、第二从动轮2104、旋转板2105、第一传动轴2106和第二传动轴2107，其中：

第四驱动源2101可以为电机；

旋转板2105和主动轮2102依次套设在第四驱动源2101的输出轴上；

主动轮2102分别与第一从动轮2103和第二从动轮2104连接，连接方式可以为齿啮合或皮带连接；

第一传动轴2106的一端固定连接于第一从动轮2103，另一端能够连接于第一棱镜241；

第二传动轴2107的一端固定连接于第二从动轮2104，另一端能够连接于第二棱镜291；

旋转板2105的两端分别连接于第一传动轴2106和第二传动轴2107，旋转板2105能够围绕第四驱动源2101的输出轴旋转，进而带动第一传动轴2106和第二传动轴2107围绕第四驱动源2101的输出轴旋转，以改变第一传动轴2106与第一棱镜241的连接状态和第二传动轴2107与第二棱镜291的连接状态。

具体地，第一传动轴2106和第二传动轴2107分别贯穿旋转板2105的两端且能够围绕自身轴线进行旋转，第一传动轴2106、第二传动轴2107与旋转板2105可通过紧固件进行轴向限位。

参照图5，驱动组件210还包括齿条2108和用于驱动齿条2108往复移动的第五驱动源2109，其中：旋转板2105上设置有弧形齿21051，齿条2108与弧形齿21051相啮合，齿条2108往复移动的过程中，能够带动旋转板2105旋转；第五驱动源2109可以为气缸，气缸的活塞杆端部连接于齿条2108。

参照图6，第一棱镜241的旋转轴端部和第一传动轴2106的端部分别设置一锥形齿轮21010，通过锥形齿轮21010能够改变力的传动方向。本实施例中，当气缸活塞杆缩回时，旋转板2105顺时针旋转，第一棱镜241的旋转轴端部的锥形齿轮21010和第一传动轴2106的端部的锥形齿轮21010相啮合，此时，第一传动轴2106和第一棱镜241相连接，第二传动轴2107和第二棱镜291的连接断开，第四驱动源2101能够驱动第一棱镜241旋转，但无法驱动第二棱镜291旋转。

参照图7，第二棱镜291的旋转轴端部和第二传动轴2107的端部分别设置一齿轮21011。本实施例中，当气缸活塞杆伸出时，旋转板2105逆时针旋转，第二棱镜291的旋转轴端部的齿轮21011和第二传动轴2107的端部的齿轮21011相啮合，此时，第二传动轴2107和第二棱镜291相连接，第一传动轴2106和第一棱镜241的连接断开，第四驱动源2101能够驱动第二棱镜291旋转，但无法驱动第一棱镜241旋转。

进一步地，第一棱镜241的旋转轴和第二棱镜291的旋转轴上分别设置有抱紧结构，以防止第一棱镜241和第一传动轴2106断开后以及第二棱镜291和第二传动轴2107断开后，第一棱镜241和第二棱镜291在惯性作用下旋转。可选地，抱紧结构可以为橡胶块，橡胶块能够抵接在第一棱镜241的旋转轴和第二棱镜291的旋转轴的周面上。

为了确保两个锥形齿轮21010和两个齿轮21011能够顺利啮合，锥形齿轮21010和两个齿轮21011的齿形大致呈三角形。

需要注意的是，本实施例中，支撑平台1上需要开设用于供第一传动轴2106和第二传动轴2107转动的弧形通孔。

本实施例中，第一棱镜241和第二棱镜291通过同一个驱动源驱动，并能够交替旋转，从而能够对待检测样本进行全面的扫描。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光致发光缺陷检测仪，其特征在于，包括支撑平台(1)和连接于所述支撑平台(1)的光学检测装置(2)；

所述光学检测装置(2)包括激光发射器(21)、载物平台(22)和识别机构(23)；所述载物平台(22)用于承载待检测样本，所述激光发射器(21)发出的光能够照射到所述待检测样本上；所述识别机构(23)包括第二分光片(231)、第一识别通道和第二识别通道，所述第二分光片(231)能够将所述待检测样本被激发后的光分为第一光束和第二光束，所述第一识别通道用于接收并识别所述第一光束；所述第二识别通道用于接收并识别所述第二光束。

2.根据权利要求1所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，所述第一识别通道包括第二狭缝过滤片(232)和光谱仪(233)，所述第二狭缝过滤片(232)设置于第一光束的路径上且位于所述第二分光片(231)和所述光谱仪(233)之间。

3.根据权利要求1所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，所述第二识别通道包括过滤片(235)和扫描相机(236)，所述过滤片(235)设置于所述第二光束的路径上且位于所述第二分光片(231)和所述扫描相机(236)之间。

4.根据权利要求3所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，所述第二识别通道还包括旋转器(234)，所述旋转器(234)用于驱动所述过滤片(235)旋转。

5.根据权利要求1至4任一项所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，还包括第一旋转棱镜机构(24)，所述第一旋转棱镜机构(24)包括可旋转的第一棱镜(241)，所述激光发射器(21)发出的光经过所述第一棱镜(241)照射到所述待检测样本上。

6.根据权利要求5所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，所述光学检测装置(2)还包括光斑整形机构(25)，所述光斑整形机构(25)设置于所述激光发射器(21)和所述第一旋转棱镜机构(24)之间，包括依次设置于所述激光发射器(21)的光线路径上的第一透镜(251)、第一狭缝过滤片(252)和第二透镜(253)。

7.根据权利要求5所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，所述光学检测装置(2)还包括第一分光片(26)和/或聚焦物镜(27)，所述第一分光片(26)和/或所述聚焦物镜(27)设置于所述激光发射器(21)的光线路径上且位于所述第一棱镜(241)和所述载物平台(22)之间。

8.根据权利要求6所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，还包括防护罩(3)，所述防护罩(3)装设于所述支撑平台(1)上，部分所述光学检测装置(2)装设于所述支撑平台(1)的上方且设置于所述防护罩(3)内。

9.根据权利要求8所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，所述激光发射器(21)、所述光斑整形机构(25)、所述第一旋转棱镜机构(24)和第一分光片(26)沿水平方向依次布置，所述第一分光片(26)和所述载物平台(22)沿竖直方向依次布置；

所述激光发射器(21)、所述光斑整形机构(25)、所述第一旋转棱镜机构(24)和第一分光片(26)均装设于所述支撑平台(1)的上方且设置于所述防护罩(3)内；

所述载物平台(22)设置于所述支撑平台(1)的下方。

10.根据权利要求9所述的光致发光缺陷检测仪，其特征在于，所述载物平台(22)装设于十字形移动导轨上。