随着材料加工技术的发展和测试计量技术水平的提高，材料厚度的检测对仪器测量精度提出了更高的要求，同时也由在线测量逐步取代离线机械式测量。冷轧钢板作为汽车制造、机械加工、船舶制造、土木建筑和轻工业等领域的原材料具有广泛的用途，热镀锌工艺常用来进行钢板的防锈处理，据统计，全球每年产锌量大约一半被用在于钢板防锈处理上，因而，镀锌板厚度的高精度检测关系到镀锌工艺的优化和锌层用量的合理规划。针对镀锌板厚度高精度在线检测问题，提出了一种单镜头双光路激光三角测厚模型，该模型相对传统双光路激光三角测厚法而言，通过改进光路设计将分置于上下两条光路中的光电探测器合二为一，避免了两条独立光路中图像探测器难以同步工作的问题，使得测量结果不受被测物抖动的影响。本文针对该测厚仪设计主要做了一下几项工作：1．总结了现有的薄板测厚方法，系统分析了不同方法的特点、精度和主要误差影响因素，在此基础上提出了单镜头激光三角测厚法并对其测厚原理和数学模型进行了分析；2．确定了合理的机械结构方案和光学系统结构方案，使测量系统相对传统激光测厚仪具有更小的外形尺寸，更轻的重量，实现便携式测量，同时利用Zemax对光学系统进行了分析评价，最后对零部件选型进行了介绍；3．基于Windows平台利用Visual C++编程工具完成实时图像处理工作和软件设计与编程；4．设计了仪器标定实验并利用Matlab软件对标定实验数据进行分析处理；5．针对测量过程中出现的成像光斑间距与被测板厚之间的非线性问题，提出了一种非线性校正方法并作了对比实验；实际研制的测厚仪外形尺寸380mm×202mm×98mm，重量不足7.5kg，较同类激光测厚仪外形尺寸较小，重量较轻，实现了便携式多地点自由测量。通过在镀锌板生产线在线实际运行表明，测量精度受温度和振动等环境因素影响较小，很好地满足了工业现场的测量要求，有望扩展到同类型薄板、型材、薄膜等材料厚度测量领域。