焦度计检定中常见问题及解决方法.doc

计量中级职称论文 摘要焦度计主要用于测量眼镜片（包括角膜接触镜片）的顶焦度（D）、棱镜度（），确定柱镜片的柱镜轴位方向，在未切边镜片上打印标记并可检查镜片是否正确安装在镜架中的仪器。自动焦度计操作简便，只要把镜片放好，即可自动测得球镜度、散光度、散光轴向及棱镜度等。放置镜片后，自动焦度计能自动判别的镜片类型，判断其是单焦点或是多焦点，并自动启动相应类别镜片测量模式。由于自动焦度计能自动判别、自动测量、自动读数，减少了操作人员的工作量，深受使用人员的青睐，市场占有率较高。本文介绍了自动焦度计的基本原理与组成，以及焦度计使用前，为使测量数值更加准确可靠，在进行检测前，对阿贝值等项目的数值和选项设置，及原理分析。同时，对在检测中所遇的相关问题，比如数值不稳定，十字项移动缓慢，等问题，进行了初步的分析，并列出了相关的解决方法。通过这些设置已经相关问题的解决方法，使对自动焦度计的检测得到的数值更加准确可靠。关键词：焦度计、原理组成、阿贝值、故障分析解决 目 录第一章 概述11.1 论文意义、目的11.2 焦度计的原理3第二章 焦度计检定前的相关设置92.1 阿贝值的设置9第三章 检定中影响数值准确的常见问题及解决方法293.1 开机不回零93.2 焦度计的光学中心超差93.3 焦度计的示值超差293.3.1 盖帽磨损153.3.2 盖帽选择及清洁183.3.3 光照19第四章 结论45- 8 -第一章 概述焦度计主要用于测量眼镜片（包括角膜接触镜片）的顶焦度（D）、棱镜度（），确定柱镜片的柱镜轴位方向，在未切边镜片上打印标记并可检查镜片是否正确安装在镜架中的仪器。焦度计根据显示方式分为连续显示式与数字显示式两类。焦度计根据工作原理又分为基于调焦成像原理的焦度计与基于自动对焦原理的焦度计两类； 基于调焦成像原理的焦度计根据观察方式的不同又分为目视式与投影式两种。 目视式焦度计利用读数望远系统进行观察；而投影式焦度计利用投影物镜和投影屏进行观察；目前市场上在用的焦度计主要有自动数显类、手动（数显、直读）类两类 自动焦度计操作简便，只要把镜片放好，即可自动测得球镜度、散光度、散光轴向及棱镜度等。放置镜片后，自动焦度计能自动判别的镜片类型，判断其是单焦点或是多焦点，并自动启动相应类别镜片测量模式。由于自动焦度计能自动判别、自动测量、自动读数，减少了操作人员的工作量，深受使用人员的青睐，市场占有率较高。1.1 论文意义、目的本文介绍了自动焦度计的基本原理与组成，以及焦度计使用前，为使测量数值更加准确可靠，在进行检测前，对阿贝值，波长等项目的数值和选项设置，及原理分析。同时，对在检测中所遇的相关问题，比如数值不稳定，十字项移动缓慢，等问题，进行了初步的分析，并列出了相关的解决方法。通过这些设置已经相关问题的解决方法，使对自动焦度计的检测得到的数值更加准确可靠。1.2 焦度计的原理本文以一种常见的自动焦度计为例介绍自动焦度计的测量原理，见图1.1。图1平行光线经过带孔光阑2，通过被测镜片1 后，发生偏转，落在光电位置探测器3 上。由图1 可知：f/（f+a）=h/h f=ha/（ h-h）式中，f：被测镜片的后顶焦距；a：后顶点到探测器距离；h: 光线在光阑高度；h: 光线偏折后在探测器上高度；由顶焦度的定义得知顶焦度：D=1/f=（ h-h）/（ ha）。若a 、h 已知，则焦度计通过测得光线在探测器上的高度h，就可以自动得出被测镜片顶焦度的值。自动焦度计内部构造，见图2.2。焦度计按照要求在测量镜片顶焦度时采用波长=546.07nm 的绿色光线。这是为了和人眼的视线函数最大敏感点555nm 相适应。光电位置探测器大多采用半导体图像传感器（CCD）。 光线自光源发出后，在不加任何镜片时，会投射到光电位置探测器CCD 之O 点，见图2，焦度计显示O 点。在焦度计支座上放置被测镜片后，光线偏折至P 点。O 点至P 点的位移量，即是光线的偏折量。自动焦度计会根据内置程序计算出被测镜片的顶焦度，然后直接显示出来。第二章 焦度计检定前的相关设置2.1阿贝值的设置阿贝数与镜片顶焦度的关系：由于镜片是由两个表面组成，而每个表面有各自的曲率，因而产生各自的镜度，由工程光学理论可知，对于薄透镜来讲，镜片总镜度为： （2） 式中： 镜片前表面镜度 镜片后表面镜度 设：镜片前表面曲率半径为，镜片后表面曲率半径为，折射率。镜片总镜度为： （3）设： ，它称为镜片的等效曲率。 （3）式可写成 （4） 故 （5） 设：镜片c光、f光的折射率之差为： （6） 则由此引起的镜片顶焦度改变值为： （7） 将（6）式代入（7）式： 故： （8） 由此可见，色散引起的镜片顶焦度改变值与镜片顶焦度成正比，与镜片阿贝数成反比。值越大，越小，反之则相反。因此，阿贝数不调整会引起焦度值检测结果有偏差。由于一般检测所用的标准镜片为标准玻璃镜片，所以一般我们将阿贝值（594）的条件下。第三章 检定中影响数值准确的常见问题及解决方法3.1开机不回零开机后不回零，就是焦度计测量支座上不放任何镜片的情况下，仍有球镜度和柱镜度，（即球镜、柱镜度不为零），出观这一问题的原因，一般有以下几种：（1）由于焦度计使用一段时间后，镜片测量支座下面落入灰尘。轻轻的取下测量支座帽，用干净的软布或镜头纸轻轻的擦净。然后将支座帽平稳地装上，即可回零。（2）由于环境的影响，焦度计使用较长时间后，焦度计的光学元件表面粘有油污或灰尘（打点机构上方的光学元件），用潮湿的酒精棉球轻轻的擦干净即可回零。3.2焦度计的光学中心超差检查：用(+ 15. 00) m-球面标准镜片，（m1为顶焦度的单位），放置在镜片测量支座上，调整镜片对好中心，打上中心标记，再将该镜片旋转1 80。，对好中心，再次打上中心标记，两次中心标记间距离的一半应0. 4mm，如超出误差就应调整。出现这一故障主要有以下几点：（1）焦度计在使用较长时间后，打点机构位移或变形。如是出现垂直方向超差，可通过调整垂直方向上的一个螺钉来消除误差。如是水平方向上超出误差，则应松开打点机构横臂两头的定位螺钉，轻轻左右调整横臂，即可消除水平方向上的光心误差。为了确保调整的准确性，在调整时，尽可能使两中心点接近重合，或两中心点距离0. 2mm。（2）由于焦度计使用较长时间后，镜片测量支座磨损，导致镜片放置倾斜，光学中心超差。可通过更换支座测帽的方法消除。（3）由于仪器的各个透镜光轴不重合，导致焦度计光心偏移，示值超差，这一故障严重影响眼镜的配制质量和焦度计的正常使用。必须返厂借助仪器调修。3.3焦度计的示值超差3.3.1 盖帽磨损检测放镜片位置的盖帽磨损，偏离标准位置后，引起示值误差超差。用标准镜片对焦囊计使用标准盖帽和磨损量约为0.5mm的磨损盖帽进行对比测量，得到两组数据如下表1：在标准盖帽下的 检定数据（m-1）磨损盖帽下的检定数据（m-1）在标准盖帽下的 检定数据（m-1）磨损盖帽下的检定数据（m-1）-2.50-2.51+2.50+2.50-5.02-5.02+5.02+5.03-10.03-9.95+10.00+9.98-15.04-14.88+15.01+14.89-20.05-19.70+19.98+19.73-25.07-24.65+24.99+24.65表1从检测数据对照中可以看出，盖帽磨损后，在15m-l以内，其检定数据能够符合JJG580-2005焦度计检定规程要求，15m一以外检定数据超差，且测量数据不成线性变化。盖帽磨损后很容易使示值误差超差。对轻微磨损的盖帽可以用该仪器出厂备用的防磨薄贴片，贴在盖帽口上，严重磨损的盖帽，可考虑更换标准盏帽，其薄膜贴片和盖帽形状见下图3：图3另外，在笔者检定过程中，有时会发现焦度计的使用人员，为防止盖帽划伤镜片，会自行在盖帽上加贴防划垫，一般会用双面胶等，这样使盖帽高度增高，同样会造成与盖帽磨损所导致检定数值不准确的结果，如遇到此情况，一定建议使用者采用专门仪器出厂备用的防磨薄贴片，不可自行更换。3.3.2 盖帽选择及清洁在日常检定过程中，如果发现盖帽磨损不严重，或者日常使用者并未自行在盖帽上加装防划垫，焦度计数值还是不准确，检测者可以观察一下盖帽孔径大小。一般仪器厂家在配送仪器时，除了用于日常眼镜测量的盖帽，还会有一个用于检测隐型眼镜的盖帽，两个盖帽形状一样，但孔径不同。用于检测普通眼镜的盖帽孔径一般为9mm,而用于检测隐型眼镜盖帽的孔径一般为6mm，由于差别不是很大，使用者有时会混淆两者，两盖帽错用。由于透光孔径的变化，在数值上肯定也会发生很大的改变，导致数值超差。另外，由于焦度计一般都是放在加工间，粉尘较大，盖帽下面的透镜有灰尘、玻璃碎渣等，会引起启动错误，无法测量，显示值不稳定，示值超差等问题。启动错误和显示不稳定多数在进口焦度计中存在，示值超差一般在国产焦度计中有所反映。解决办法是将焦度计关机，取下盖帽，用擦镜布擦去灰尘或杂物装上盖帽后开机检测。3.3.3 光照检测使用焦度计时，室内光照过强，引起读数值不稳定、光学中心不易对正，检定点有超差现象。自动显示式焦度计一般最好要在无阳光直射的室内使用，室内的一般照射不会对焦度计产生影响，但是光照过强也会影响焦度计的正常工作，会使焦度计不能满足检建规程要求。多数国产焦度计如上海雄博LM-8、上海经联SlI4-8、太原JD-2000，上海法里奥FL-2500等型号，在实际检定中就存在对室内强光的敏感反应，在弱光照明或无灯照下焦度计可以恢复正常使用，检定结果符合规程要求。第四章 结论 本文介绍了自动焦度计的基本原理与组成，以及焦度计使用前，为使测量数值更加准确可靠，在进行检测前，对阿贝值等项目的数值和选项设置，及原理分析。同时，对在检测中所遇的相关问题，十字项移动缓慢，开机不回零，焦度计的光学中心超差，焦度计的示值超差等问题，进行了初步的分析，