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光谱共焦传感器典型应用有哪些?

发布时间:2021-11-12 浏览:12次 责任编辑:立仪科技

    如今,随着工业快速的发展,对精密测量技术的要求越来越高,位移测量技术作为几何量精密测量的基础,不仅需要超高测量精度,而且需要对环境和材料的广泛适应性,并且逐步趋于实时、无损检测。与传统接触式测量方法相比,共聚焦传感器具有高速度,高精度,高适应性等明显优势。那么光谱共焦传感器典型应用有哪些?下面由深圳立仪科技公司为大家分享:

    1、表面粗糙度测量应用


    表面粗糙度是指零件在加工过程中由于不同的加工方法、机床与刀具的精度、振动及磨损等因素在工件加工表面上形成的具有较小间距和较小峰谷的微观水平状况,是表面质量的一个重要衡量指标,关系零件的磨损、密封、润滑、疲劳、研和等机械性能。


    表面粗糙度测量主要可分为接触式测量和非接触式测量。触针式接触测量容易划伤测量表面、针尖易磨损、测量效率低、不能测复杂表面,而非接触测量相对而言可以实现非接触、高效、在线实时测量,而成为未来粗糙度测量的发展方向。目前常用的非接触法主要有干涉法、散射法、散斑法、聚焦法等。而其中聚焦法较为简单实用。


    采用光谱共焦位移传感器,搭建了一套简易的测量装置,对膜式燃气表的阀盖粗糙度进行了非接触的测量,以此来判断阀盖密封性合格与否,取得了一定的效果。基于光谱共焦传感器,利用其搭建的二维纳米测量定位装置对粗糙度样块进行表面粗糙度的非接触测量,并对测量结果进行不确定评定,得到U95为13.9%。


    2、轮廓、几何尺寸测量应用


    随着机械加工水平的发展,越来越多的微小复杂工件需要进行轮廓测量及精密尺寸测量,如小圆倒角的测量、小工件内壁沟槽尺寸等的测量。一些精密光学元件也需要进行非接触的轮廓形貌测量,以避免接触测量时划伤光学表面。这些用传统传感器难以解决的测量难题,均可用光谱共焦传感器搭建测量系统以解决。


    滚针对涡轮盘轮廓度检测的问题,利用光谱共焦式位移传感器实现涡轮盘轮廓度在线检测系统的设计。通过自行搭建的二维纳米测量定位装置,选用光谱共焦传感器作为测头,实现对超精密零件的二维尺寸测量。使用激光共焦位移计,配合二维精密控制微动台,对西汉的日光镜进行表面起伏深度的扫描,来探究光镜反光成像原理。


    3、薄膜材料厚度测量应用


    由于光谱共焦传感器对于不同的反射面反射回来的单色光的波长不同,因此对于材料的厚度精密测量具有独特的优势。光学玻璃、生物薄膜、平行平板等,两个反射面都会反射不同波长的单色光,进而只需一个传感器,即可推算出厚度,测量精度可达微米量级,且不损伤被测表面。讨论了利用光谱共焦位移传感器测量透明材料厚度的应用,计算了该系统的测量误差范围大概为0.005mm。提供了利用光谱共焦传感器对平行平板的厚度以及光学镜头的中心厚度进行测量的方法,并针对被测物体材料的色散对厚度测量精度的影响做了理论的分析。为了探究由流体跌落方式制备的薄膜厚度与跌落模式、雷诺数、底板的倾斜角度之间的关系,采用光谱共焦传感器实时监控制备后的薄膜厚度,其实验装置如图4所示。利用对顶安装的白光共焦传感器组,实现了对厚度为10~100μm的金属薄膜厚度及分布的精确测量,并进行了测量不确定度分析,得到系统的测量不确定度为0.12μm左右。


    光谱共焦技术将轴向距离与波长建立起一套编码规则,是一种高精度、非接触的光学测量技术。基于光谱共焦技术的传感器作为一种亚微米级、快速精确测量的传感器,已经被广泛应用于表面微观形状、厚度测量、位移测量、在线监控及过程控制等工业测量领域。展望其未来,随着光谱共焦传感技术的发展,必将在微电子、线宽测量、纳米测试、超精密几何量计量测试等领域得到更多的应用。