一种膜片厚度的光测试方法及系统

技术领域

本申请涉及扬声器技术领域，尤其是涉及一种膜片厚度的光测试方法及系统。

背景技术

扬声器膜片是扬声器的重要零部件，膜片是由基层的高分子膜片和蒸镀在膜表面上的金属镀层构成的。

目前，通常采用测厚仪对膜片的厚度进行检测，测厚仪包括光发射装置、光接收装置、显示装置和暗盒，光发射装置、光接收装置与显示装置连接，光发射装置和光接收装置正对，且光发射装置和光接收装置位于暗盒中。光发射装置与光接收装置之间放置待检测的膜片，光发射装置发射光信号，光信号经过待检测的膜片被光接收装置接收并转换成电信号后输入到显示装置，根据电信号的强度，显示装置对膜片的厚度进行显示。其中，膜片的厚度与电信号的强度成线性反比。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：膜片的中部通常设置有中心球顶部，检测时，难以将中心球顶部的顶点对准光发射装置，从而导致降低了膜片厚度检测的精准度。

发明内容

为了提高膜片厚度检测的精准度，本申请提供一种膜片厚度的光测试方法及系统。

第一方面，本申请提供一种膜片厚度的光测试方法，采用如下的技术方案：

一种膜片厚度的光测试方法，包括以下步骤：

获取膜片中心球顶部的顶点位置信息；

获取光发射装置的光位置信息；

根据顶点位置信息和光位置信息计算得到偏移量；

获取光接收装置的检测信号，并根据检测信号得到膜片的初步厚度；

根据偏移量和初步厚度计算得到膜片的最终厚度。

通过采用上述技术方案，先获取中心球顶部的顶点的位置信息，然后获取光发射装置的位置信息，根据两个位置信息进行计算，以得到光发射装置相对于中心球顶部的顶点的偏移量。启动光发射装置与光接收装置，光发射装置发射光信号，光信号经过中心球顶部被光接收装置接收并转换成电信号，将该电信号进行换算得到膜片的初步厚度，最后再根据偏移量和初步厚度计算得到膜片的最终厚度，进而提高了膜片厚度检测的精准度。

优选的，所述获取膜片中心球顶部的顶点位置信息，包括：

获取膜片的初始图像，对初始图像的中心球顶部的轮廓进行提取，以得到中心圆图像；

获取中心圆图像的圆心坐标，以得到顶点位置信息。

通过采用上述技术方案，获取膜片的图像，并对该图像进行处理，以得到中心球顶部对应的中心圆图像，该中心圆图像的圆心位置即是中心球顶部的顶点位置。

优选的，所述获取中心圆图像的圆心坐标，以得到顶点位置信息，包括：

利用霍夫变换获取中心圆图像的圆心的第一坐标；

利用最小二乘法获取中心圆图像的圆心的第二坐标；

对第一坐标和第二坐标进行算术平均，以得到圆心坐标。

通过采用上述技术方案，膜片放置在承接板上，分别获取圆心的第一坐标和圆心的第二坐标，并对第一坐标和第二坐标进行算术平均，可提高圆心的坐标的精准度。

优选的，所述根据偏移量和初步厚度计算得到膜片的最终厚度，包括：

获取中心球顶部的外径；

根据外径、偏移量计算得到偏移角；

根据初步厚度和偏移角，利用三角函数公式计算得到最终厚度。

通过采用上述技术方案，根据外径、偏移量计算得到偏移角，初步厚度与最终厚度形成一个直角三角形，且该直角三角形的其中一角为偏移角，进而可根据三角函数公式计算得到最终厚度。

优选的，所述获取膜片中心球顶部的顶点位置信息之前，还包括：

获取光接收装置的预检测信号，并对预检测信号进行校正。

通过采用上述技术方案，先进行预检测，得到预检测信号，并利用预检测信号进行校正，可以减少温度和承接板的影响。

第二方面，本申请提供一种膜片厚度的光测试系统，采用如下的技术方案：

一种膜片厚度的光测试系统，包括光发射装置、光接收装置、显示装置、暗盒、摄像装置和MCU，所述暗盒内设有承接板，所述光发射装置位于暗盒内且位于承接板的上方，所述光接收装置位于暗盒内且位于承接板的下方，光接收装置正对光发射装置，所述摄像装置位于暗盒内且位于光发射装置的一侧，光发射装置、光接收装置、显示装置、摄像装置均与MCU连接；

其中，MCU用于：

获取膜片中心球顶部的顶点位置信息；

获取光发射装置或光接收装置的光位置信息；

根据顶点位置信息和光位置信息计算得到偏移量；

获取光接收装置的检测信号，并根据检测信号得到膜片的初步厚度；

根据偏移量和初步厚度计算得到膜片的最终厚度。

通过采用上述技术方案，摄像装置对膜片进行拍照，以得到中心球顶部的顶点的位置信息，然后获取光发射装置的位置信息，根据两个位置信息进行计算，以得到光发射装置相对于中心球顶部的顶点的偏移量。启动光发射装置与光接收装置，光发射装置发射光信号，光信号经过中心球顶部被光接收装置接收并转换成电信号，将该电信号进行换算得到膜片的初步厚度，最后再根据偏移量和初步厚度计算得到膜片的最终厚度，进而提高了膜片厚度检测的精准度。

优选的，所述摄像装置采用工业相机，所述工业相机具有闪光灯。

通过采用上述技术方案，工业相机对膜片进行拍照，拍照时通过闪光灯提供照明，使工业相机能在暗盒中进行拍照，提高拍照的清晰度。

优选的，所述承接板为透明板，所述承接板上设有坐标系。

通过采用上述技术方案，坐标系的设置，可便于计算圆心的坐标。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过计算得到光发射装置相对于中心球顶部的顶点的偏移量，光发射装置发射光信号，光信号经过中心球顶部被光接收装置接收并转换成电信号，将该电信号进行换算得到膜片的初步厚度，再根据偏移量和初步厚度计算得到膜片的最终厚度，进而提高了膜片厚度检测的精准度；

2.分别获取圆心的第一坐标和圆心的第二坐标，并对第一坐标和第二坐标进行算术平均，可提高圆心的坐标的精准度。

附图说明

图1是相关技术中膜片的结构示意图；

图2是本申请实施例中一种膜片厚度的光测试系统的结构示意图；

图3是本申请实施例中一种膜片厚度的光测试方法的流程图；

图4是膜片放置在承接板上的示意图；

图5是提取中心圆图像的示意图；

图6是检测并计算膜片最终厚度的示意图。

附图标记说明：

1、膜片；11、中心球顶部；12、弯曲部；2、光发射装置；3、光接收装置；4、显示装置；5、暗盒；6、摄像装置；7、承接板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-6及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

参考图1，在相关技术中，膜片1包括中心球顶部11和连接在中心球顶部11底部边缘处的弯曲部12，检测膜片1的厚度时，对中心球顶部11进行检测，但，中心球顶部11整体为弧形，使得检测时降低了膜片1厚度检测的精准度。

参考图2，本申请实施例公开一种膜片厚度的光测试系统，包括光发射装置2、光接收装置3、显示装置4、暗盒5、摄像装置6和MCU，暗盒5包括上半部和下半部，其中，暗盒5的上半部和下半部之间可打开，暗盒5的下半部的端口位置固定有承接板7，承接板7水平设置。其中，承接板7为透明板，承接板7的顶面设置有坐标系。

光接收装置3固定在暗盒5的下半部内，光接收装置3位于承接板7的下方，光接收装置3和MCU电连接。光发射装置2固定在暗盒5的上半部内，暗盒5的上半部盖合在下半部上时，光发射装置2正对光接收装置3，光发射装置2和MCU电连接。

光发射装置2和光接收装置3放置在暗盒5中，暗盒5能减少外部光线的影响。将待检测的膜片1放置在承接板7上，膜片1的中心球顶部11位于光发射装置2和光接收装置3之间，光发射装置2启动，发射装置发射光信号，光信号透过中心球顶部11、承接板7后被光接收装置3接收，光信号被光接收装置3转换为电信号，根据该电信号的强弱以判断膜片1的厚度，进而实现膜片1厚度的检测。

摄像装置6固定在暗盒5的上半部内，摄像装置6位于光发射装置2的一侧，摄像装置6朝向承接板7设置，摄像装置6和MCU电连接。在本实施例中，摄像装置6采用工业相机，工业相机上具有闪光灯。

待检测的膜片1放置在承接板7上，工业相机对膜片1进行拍照，以获取膜片1在承接板7上的图像，MCU对图像进行处理，以获取中心球顶部11的顶点位置，并计算顶点位置和光发射装置2的位置之间的偏移量，且根据偏移量计算膜片1的实际厚度。

显示装置4和MCU电连接，显示装置4用于显示膜片1的厚度。其中，MCU用于：S20：获取膜片1中心球顶部11的顶点位置信息。

S30：获取光发射装置2或光接收装置3的光位置信息。

S40：根据顶点位置信息和光位置信息计算得到偏移量。

S50：获取光接收装置3的检测信号，并根据检测信号得到膜片1的初步厚度。

S60：根据偏移量和初步厚度计算得到膜片1的最终厚度。

本申请实施例一种膜片厚度的光测试系统的实施原理为：检测前，先启动光发射装置2，发射装置发射光信号，光信号透过承接板7后被光接收装置3接收，光信号被光接收装置3转换为电信号，对该电信号进行校正，以减少承接板7和温度对检测精度的影响。

检测时，打开暗盒5，将待检测的膜片1放置在承接板7上，膜片1的中心球顶部11位于光发射装置2和光接收装置3之间，关上暗盒5；工业相机启动，工业相机对膜片1进行拍照，获取膜片1在承接板7上的图像，MCU对该图像进行处理，以获取中心球顶部11的顶点位置，并计算顶点位置和光发射装置2的位置之间的偏移量。光发射装置2启动，发射装置发射光信号，光信号透过中心球顶部11、承接板7后被光接收装置3接收，光信号被光接收装置3转换为电信号，根据该电信号的强弱得到膜片1的初步厚度，MCU根据偏移量和初步厚度计算得到膜片1的最终厚度，显示装置4对最终厚度进行显示，提高了膜片1厚度检测的精准度。

本申请实施例还公开一种膜片厚度的光测试方法，参考图3，光测试方法包括以下步骤：

S20：获取膜片1中心球顶部11的顶点位置信息。

具体的，膜片1放置在承接板7上，心球顶部的顶点正投影在承接板7上的坐标点，该坐标点为顶点位置信息。

S30：获取光发射装置2的光位置信息。

具体的，光发射装置2固定在暗盒5内，光发射装置2相对于承接板7的位置是固定的，光发射装置2正投影在承接板7上的坐标点，该坐标点为光位置信息，通过事先测好光发射装置2的光位置信息，并将该光位置信息存储在存储器中，MCU从存储器中调用以获得光位置信息。

S40：根据顶点位置信息和光位置信息计算得到偏移量。

具体的，根据中心球顶部11的顶点的坐标点，以及光发射装置2的坐标点，通过计算两个坐标点之间的直线距离，以得到偏移量。例如，中心球顶部11的顶点的坐标为(2,2)，而光发射装置2的坐标为(3,3)，光发射装置2发射的光信号与中心球顶部11接触点为A点，即A点的坐标为(3,3)，A点的坐标为光位置信息，则

S50：获取光接收装置3的检测信号，并根据检测信号得到膜片1的初步厚度。

具体的，光发射装置2启动，发射装置发射光信号，光信号透过中心球顶部11、承接板7后被光接收装置3接收，光信号被光接收装置3转换为电信号，该电信号为检测信号，根据该电信号的强弱以得到膜片1的初步厚度。

S60：根据偏移量和初步厚度计算得到膜片1的最终厚度。

具体的，通过获取偏移量和初步厚度，并利用三角函数公式计算得到最终厚度。

可选的，在步骤S20之前，即获取膜片1中心球顶部11的顶点位置信息之前，还包括以下步骤：

S10：获取光接收装置3的预检测信号，并对预检测信号进行校正。

具体的，检测前，承接板7上未放置膜片1，此时，启动光发射装置2，发射装置发射光信号，光信号透过承接板7后被光接收装置3接收，光信号被光接收装置3转换为电信号，该电信号为预检测信号。通过对预检测信号进行校正，减少承接板7、温度对检测精度的影响。

可选的，在步骤S20中，即获取膜片1中心球顶部11的顶点位置信息，包括以下子步骤：

S21：获取膜片1的初始图像，对初始图像的中心球顶部11的轮廓进行提取，以得到中心圆图像。

S22：获取中心圆图像的圆心坐标，以得到顶点位置信息。

具体的，参考图4和图5，通过暗盒5内的工业相机对膜片1进行拍照，以得到初始图像，并将初始图像的图像数据传给MCU，MCU利用现有技术中比较成熟的图像处理技术对图像数据进行处理，并提取中心球顶部11的轮廓，进而得到中心圆图像。例如，对图像数据进行高斯滤波，得到高斯滤波后的图像；对高斯滤波后的图像进行边缘图像分割，并采用Canny边缘检测算法进行边缘提取，以得到中心圆图像。

可选的，在步骤S22中，即获取中心圆图像的圆心坐标，以得到顶点位置信息，包括以下子步骤：

S221：利用霍夫变换获取中心圆图像的圆心的第一坐标；

S222：利用最小二乘法获取中心圆图像的圆心的第二坐标。

S223：对第一坐标和第二坐标进行算术平均，以得到圆心坐标。

具体的，承接板7上设置有坐标系，获取圆心在坐标系中的坐标；例如，利用霍夫变换获取到的圆心的第一坐标为(3.1,3.1)，利用最小二乘法获取到的圆心的第二坐标为(3.3,3.3)，若圆心为B点,则B点的坐标为

可选的，在步骤S60中，即根据偏移量和初步厚度计算得到膜片1的最终厚度，包括以下子步骤：

S61：获取中心球顶部11的外径。

S62：根据外径、偏移量计算得到偏移角。

S63：根据初步厚度和偏移角，利用三角函数公式计算得到最终厚度。

具体的，不同型号的膜片1，其中心球顶部11的外径不同，中心球顶部11的外径通过手动输入。参考图6，中心球顶部11的外径为A点到B点的直线距离，通过以下三角函数公式计算最终厚度：

H

式中：θ为偏移角；L为偏移量；R为中心球顶部11的外径；H

本申请实施例一种膜片厚度的光测试方法的实施原理为：检测前，先启动光发射装置2，发射装置发射光信号，光信号透过承接板7后被光接收装置3接收，光信号被光接收装置3转换为电信号，对该电信号进行校正。

检测时，打开暗盒5，将待检测的膜片1放置在承接板7上，膜片1的中心球顶部11位于光发射装置2和光接收装置3之间，关上暗盒5；工业相机启动，工业相机对膜片1进行拍照，获取膜片1在承接板7上的图像，MCU对该图像进行处理，以获取中心球顶部11的顶点坐标，通过顶点坐标和光发射装置2的坐标计算偏移量以及偏移角。光发射装置2启动，发射装置发射光信号，光信号透过中心球顶部11、承接板7后被光接收装置3接收，光信号被光接收装置3转换为电信号，根据该电信号的强弱得到膜片1的初步厚度，然后利用三角函数公式计算得到膜片1的最终厚度。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。