一種精確的平行度調節裝置及調節方法
【專利摘要】本發明涉及一種精確的平行度調節裝置，包括分別用于承載兩個待調元件的載體、用于支撐所述載體的兩個可移動支架及三個視頻顯微鏡；兩個待調元件的待調面為平面，兩個待調元件間距中心處正下方設有單色光源；兩個可移動支架以兩個待調元件的待調面大體平行且相對的方式排列，載體之一與其可移動支架通過至少三個貫穿二者的可調緊固件連接，可調緊固件上套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧的兩端分別抵在可調緊固件的頭端和可移動支架上；視頻顯微鏡的物鏡設在兩個待調元件的間隙的外緣處，三個視頻顯微鏡的鏡筒的中軸線位于同一平面內。本發明還提供了上述平行度調節裝置的調節方法。本發明所提供的平行度調節裝置可保證兩個待調元件的平行度實時可調和檢測。
【專利說明】一種精確的平行度調節裝置及調節方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于平行度檢測【技術領域】，具體涉及一種精確的平行度調節裝置及調節方法。
【背景技術】
[0002]在現有許多領域中，都可能要求兩個元件達到一定的平行度，例如在利用Plunger測量原子核能級壽命實驗中，要測量靶膜、阻停膜兩瞋之間的距離，就要保證兩膜具有較好的平行度，尤其在微小距離測量過程中，平行度對兩膜之間的距離影響很大。國際上通常用目測法來檢查兩膜的平行度，該方法人為的因素很大，沒有科學的依據和可靠的數據支持。
【發明內容】
[0003]針對現有技術中存在的缺陷，本發明的一個目的是提供一種精確的并可實時檢測、調節的平行度調節裝置及調節方法。
[0004]本發明的另一個目的是提供上述平行度調節裝置的調節方法。
[0005]為達到以上目的，本發明采用的技術方案是:一種精確的平行度調節裝置，包括分別用于承載兩個待調元件的載體、用于支撐所述載體的兩個可移動支架以及三個視頻顯微鏡；兩個待調元件的待調面為平面，兩個待調元件間距中心處正下方設有單色光源；兩個可移動支架以兩個待調元件的待調面大體平行且相對的方式排列，所述載體之一與其可移動支架通過至少三個貫穿二者的可調緊固件連接，所述可調緊固件上套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧的兩端分別抵在可調緊固件的頭端和可移動支架上；三個視頻顯微鏡的物鏡設在兩個待調元件的間隙的外緣處，三個視頻顯微鏡的鏡筒的中軸線位于同一平面內。
[0006]進一步，所述壓縮彈簧的彈性伸展長度不超過1mm。
[0007]進一步，三個視頻顯微鏡的鏡筒的中軸線相互呈120度夾角。
[0008]更進一步，每個視頻顯微鏡的單筒光學放大倍數為0.75X-5X，物鏡倍數是5X。
[0009]本發明提供的一種精確的平行度調節裝置的調節方法，包括以下步驟:
(1)檢測之前，將三臺視頻顯微鏡的單筒放大倍數分別調到合適的值，根據視頻顯微鏡的使用調節方法對每個視頻顯微鏡進行校準，校準后在視頻顯微鏡的配套顯示器上出現兩對相互垂直的刻線；
(2)然后移動兩個可移動支架，使兩個待調元件相距一定距離；
(3)打開單色光源，使光透過兩個待調元件的待調面的間隙所形成的光縫顯示在三個視頻顯微鏡的顯示器上；
(4)調節各個視頻顯微鏡和可移動支架的位置，使出現在每個視頻顯微鏡的顯示器上的光縫位于該顯示器的中央；
(5)用N標記檢測次數，對應N個檢測距離，用K標記在某一距離下是否調節緊固件，K=O表示未作調節，K=I表示已作調整,初始時N=O, K=O ；
(6)對任一視頻顯微鏡，調節視頻顯微鏡配套操作手柄，使其配套的顯示器上某一根水平刻線與光縫的下端對齊，保持不動；
(7)調節視頻顯微鏡配套操作手柄，使顯示器上的另一根水平刻線移動至光縫的上端，并與光縫的上端對齊；
(8)讀取顯示器上光縫在與水平刻線垂直方向上的距離值，并記錄；
(9)判斷三個顯示器上光縫所在Y軸方向的距離值的均方差是否均在設定的誤差范圍內，若三個距離值的均方差不在設定的誤差范圍內，則調節可調緊固件的擰入程度，以調節兩個平面的平行度，計K=l，并返回步驟(6)，若三個距離值的均方差在設定的誤差范圍內，無需調節，計K=O，則檢測次數加一，即N=N+1，并進入步驟(10)，若K古0，則使Κ=0、Ν=0，并改變兩個待調元件之間的距離，返回步驟(6)；
(10)查看N是否大于或等于最小檢測次數Nmin,若是則調節結束，平行度達到實驗要求，否則改變兩個待調元件之間的距離，并返回步驟(6)。
[0010]本發明通過設在可調緊固件和套裝在可調緊固件上的壓縮彈簧組成的簡單機構就可以對待調元件進行俯仰和偏轉調節，可實現實時調節，并同時檢測平行度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖l-ι是本發明提供的平行度調節裝置的結構簡圖，圖1-2是圖1的左視圖，為清楚顯示的目的，圖1-1中略去了其他兩個方位上的視頻顯微鏡(示于圖1-2)，圖1-2略去了其中一個可移動支架；
圖2是本發明提供的平行度調節裝置的調節方法的流程圖；
圖3-1示出了本發明提供的平行度調節裝置的一種【具體實施方式】的結構示意圖，圖3-2為圖3-1所示結構的分解圖，為清楚顯示的目的，圖3-1、3-2中略去了視頻顯微鏡。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步描述。
[0013]結合圖1-1、1_2所示，本發明所提供的一種精確的平行度調節裝置，包括分別用于承載兩個待調元件I的載體2、用于支撐所述載體2的兩個可移動支架3以及三個視頻顯微鏡6 ;兩個待調元件I的待調面為平面，兩個待調元件I間距中心處正下方設有單色光源7 ;兩個可移動支架3以兩個待調元件I的待調面大體平行且相對的方式排列，所述載體2之一與其可移動支架3通過至少三個貫穿二者的可調緊固件4連接，所述可調緊固件4上套裝有壓縮彈簧5，壓縮彈簧5的兩端分別抵在可調緊固件4的頭端和可移動支架3上；三個視頻顯微鏡6的物鏡設在兩個待調元件I的間隙的外緣處，三個視頻顯微鏡6的鏡筒的中軸線位于同一平面內(見圖1-2)。
[0014]需要說明的是，本發明是針對微小不平行度的調節和檢測，即兩個待調元件I只是在目測條件下大體平行，因此，本申請在描述兩個待調元件I的設置方式時采用待調面大體平行的措詞。本發明要解決的問題就是將兩個待調元件I的待調面從大體平行的狀態調節到規定的平行度。
[0015]本發明的基本原理是三點決定一個平面，只要在三個位置處兩個待調元件I邊緣的間距都相等，那么兩個待調元件I的待調面平行度良好，因此，本發明在兩個待調元件I的間隙的外緣處設置三個視頻顯微鏡，以觀測兩個待調元件I之間的間距。[0016]本發明中，所述壓縮彈簧6的彈性伸展長度不超過1mm，即針對微小不平行度進行調節和檢測。
[0017]在優選的【具體實施方式】中，三個視頻顯微鏡6的鏡筒的中軸線相互呈120度夾角，例如，其中一個視頻顯微鏡的物鏡可以位于兩個待調元件I間距中心處的正上方。
[0018]視頻顯微鏡6的放大倍數可根據實驗要求進行選擇，通常可選單筒光學放大倍數為0.75X-5X、物鏡倍數是5X的視頻顯微鏡。
[0019]本發明中采用單色光源7，用以提供單色光，以保證所得光縫有良好的清晰度。
[0020]如圖2所示，結合圖1-1、1-2，本發明所提供的上述平行度調節裝置的調節方法，包括以下步驟:
(1)檢測之前，將三臺視頻顯微鏡的單筒放大倍數分別調到合適的值，根據視頻顯微鏡的使用調節方法對每個視頻顯微鏡進行校準，校準后在視頻顯微鏡的配套顯示器上出現兩對相互垂直的刻線；
(2)然后移動兩個可移動支架，使兩個待調元件相距一定距離；
(3)打開單色光源，使光透過兩個待調元件的待調面的間隙所形成的光縫顯示在三個視頻顯微鏡的顯示器上；
(4)調節各個視頻顯微鏡和可移動支架的位置，使出現在每個視頻顯微鏡的顯示器上的光縫位于該顯示器的中央；
(5)用N標記檢測次數，對應N個檢測距離，用K標記在某一距離下是否調節緊固件，K=O表示未作調節，K=I表示已作調整,初始時N=O, K=O ；
(6)對任一視頻顯微鏡，調節視頻顯微鏡配套操作手柄，使其配套的顯示器上某一根水平刻線與光縫的下端對齊，保持不動；
(7)調節視頻顯微鏡配套操作手柄，使顯示器上的另一根水平刻線移動至光縫的上端，并與光縫的上端對齊；
(8)讀取顯示器上光縫在與水平刻線垂直方向上的距離值，并記錄；
(9)判斷三個顯示器上光縫所在Y軸方向的距離值的均方差是否均在設定的誤差范圍內，若三個距離值的均方差不在設定的誤差范圍內，則調節可調緊固件的擰入程度，以調節兩個平面的平行度，計K=l，并返回步驟(6)，若三個距離值的均方差在設定的誤差范圍內，無需調節，計K=O，則檢測次數加一，即N=N+1，并進入步驟(10)，若K古0，則使Κ=0、Ν=0，并改變兩個待調元件之間的距離，返回步驟(6)；
(10)查看N是否大于或等于最小檢測次數Nmin,若是則調節結束，平行度達到實驗要求，否則改變兩個待調元件之間的距離，并返回步驟(6)。
[0021]本發明提供的方法中，步驟(10)中Nniin至少為3。比如要在10，50，200 μ m三個檢測距離下檢測平行度，則Nmin=3。
[0022]本發明提供的平行度調節裝置的調節方法，其調節目標是連續多個檢測距離下都不需要調節可調緊固件就能使三個光縫的寬度的均方差均在設定的誤差范圍內。
實施例
[0023]圖3-1、3_2示出了本發明提供的平行度調節裝置應用在Plunger中的一種【具體實施方式】。[0024]如圖3-1所示，本實施例中的平行度調節裝置設在移動平臺15上，膜片8 (即靶膜、阻停膜)分別展平在三角支撐架9上，通過擋片13壓緊在三角支撐架9的中心處，三角支撐架9與六角支撐架10相連，其中三角支撐架9的三個角部通過平頭螺絲14與六角支撐架10的其中三個角部連接在一起，六角支撐架10的另外三個角部連接在膜片支撐架11上，并且，阻停膜的六角支撐架10的三個角部與阻停膜支撐架11-2之間通過貫穿二者的三個可調螺絲12連接，可調螺絲12上套有壓縮彈簧5(見圖3-2)。靶膜支撐架11-1、阻停膜支撐架11-2以靶膜、阻停膜的相對面大體平行的方式設置。
[0025]為清楚顯示的目的，圖3-1、3_2中略去了本實施例平行度調節裝置中的三個視頻顯微鏡。在具體的結構中，三個視頻顯微鏡6的物鏡鏡頭設在靶膜、阻停膜之間間隙的外緣處，三個視頻顯微鏡6的鏡筒的中軸線位于同一平面中。靶膜、阻停膜間距中心處正下方設有單色光源7。
[0026]應用例
在原子核能級壽命測量實驗Plunger中，雖然要求靶膜、阻停膜兩膜平行，但在實際工作中，由于各種因素的影響使得靶膜、阻停膜的平行度不能完全達到規定的要求，在以往目測的實驗條件下，兩膜實際上處于大體平行的狀態。
[0027]本例采用本發明圖3所示的平行度調節裝置，并根據圖2所示的調節方法，在靶膜、阻停膜不同間距下進行平行度調節并同時檢測，平行度數據如表1所示。
[0028]表1
顯微鏡A顯示距離/μ m I顯微鏡B顯示距離/μ m |顯微鏡C顯示距離/μ m |平均距離/μιη |均方差/μιη7.28~08.7—7.97θ7?1
11.610! 912.4— 11.637οΤθ!
24.820.321.8—22.301787
42.340! O42.3_ 41.53Τ7θ8
84.68L 486.1— 84.031796164.9 Τ?7.2 166.4 ^ 166.17 0195335.7 丨337.4 丨340.8 丨337.97 \2.12
利用本發明提供的平行度調節裝置進行平行度調節并同時檢測后，雖然靶膜、阻停膜不是絕對的平行，但表1的數據表明，三個顯微均方差為微米量級，對IOmm直徑的靶膜/阻停膜來說，引起的不平行度為量級，能夠滿足測量要求。
[0029]上述實施例只是對本發明的舉例說明，本發明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實施，而不偏離本發明的要旨或本質特征。因此，描述的實施方式從任何方面來看均應視為說明性而非限定性的。本發明的范圍應由附加的權利要求說明，任何與權利要求的意圖和范圍等效的變化也應包含在本發明的范圍內。
【權利要求】
1.一種精確的平行度調節裝置，其特征在于，包括分別用于承載兩個待調元件的載體、用于支撐所述載體的兩個可移動支架以及三個視頻顯微鏡；兩個待調元件的待調面為平面，兩個待調元件間距中心處正下方設有單色光源；兩個可移動支架以兩個待調元件的待調面大體平行且相對的方式排列，所述載體之一與其可移動支架通過至少三個貫穿二者的可調緊固件連接，所述可調緊固件上套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧的兩端分別抵在可調緊固件的頭端和可移動支架上；三個視頻顯微鏡的物鏡設在兩個待調元件的間隙的外緣處，三個視頻顯微鏡的鏡筒的中軸線位于同一平面內。
2.根據權利要求1所述的一種精確的平行度調節裝置，其特征在于，所述壓縮彈簧的彈性伸展長度不超過1mm。
3.根據權利要求1所述的一種精確的平行度調節裝置，其特征在于，三個視頻顯微鏡的鏡筒的中軸線相互呈120度夾角。
4.根據權利要求3所述的一種精確的平行度調節裝置，其特征在于，每個視頻顯微鏡的單筒光學放大倍數為0.75X-5X，物鏡倍數是5X。
5.權利要求1所述的一種精確的平行度調節裝置的調節方法，包括以下步驟: (1)檢測之前，將三臺視頻顯微鏡的單筒放大倍數分別調到合適的值，根據視頻顯微鏡的使用調節方法對每個視頻顯微鏡進行校準，校準后在視頻顯微鏡的配套顯示器上出現兩對相互垂直的刻線； (2)然后移動兩個可移動支架，使兩個待調元件相距一定距離； (3)打開單色光源，使光透過兩個待調元件的待調面的間隙所形成的光縫顯示在三個視頻顯微鏡的顯示器上； (4)調節各個視頻顯微鏡和可移動支架的位置，使出現在每個視頻顯微鏡的顯示器上的光縫位于該顯示器的中央； (5)用N標記檢測次數，對應N個檢測距離，用K標記在某一距離下是否調節緊固件，K=O表示未作調節，K=I表示已作調整,初始時N=O, K=O ； (6)對任一視頻顯微鏡，調節視頻顯微鏡配套操作手柄，使其配套的顯示器上某一根水平刻線與光縫的下端對齊，保持不動； (7)調節視頻顯微鏡配套操作手柄，使顯示器上的另一根水平刻線移動至光縫的上端，并與光縫的上端對齊； (8)讀取顯示器上光縫在與水平刻線垂直方向上的距離值，并記錄； (9)判斷三個顯示器上光縫所在Y軸方向的距離值的均方差是否均在設定的誤差范圍內，若三個距離值的均方差不在設定的誤差范圍內，則調節可調緊固件的擰入程度，以調節兩個平面的平行度，計K=l，并返回步驟(6)，若三個距離值的均方差在設定的誤差范圍內，則無需調節，計Κ=0，則檢測次數加一，即Ν=Ν+1，并進入步驟(10)，若K Φ O,則使K=0、N=O,并改變兩個待調元件之間的距離，返回步驟(6)； (10)查看N是否大于或者等于最小檢測次數Nmin,若是則調節結束，平行度達到實驗要求，否則改變兩個待調元件之間的距離，并返回步驟(6)。
【文檔編號】G01B11/26GK103471526SQ201310321191
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月29日 優先權日:2013年7月29日
【發明者】汪金龍, 吳曉光, 賀創業, 吳義恒, 胡世鵬 申請人:中國原子能科學研究院