光谱共焦测量技术由于其具有测量精度高、测量速度快、可以实现非接触测量的独特优势而被大量应用于工业级测量。让我们先来看一下光谱共焦技术的起源和光谱共焦技术在精密几何量计量测试中的成熟典型应用。共焦显微术的概念首先是由美国的 Minsky 于 1955年提出, 其利用共焦原理搭建台共焦显微镜, 并于1957年申请了专利。自20世纪90年代, 随着计算机技术的飞速发展, 共焦显微术成了研究的热点,得到快速的发展。光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来,其无需轴向扫描, 直接由波长对应轴向距离信息, 从而大幅提高测量速度。 而基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、 非接触式的新型传感器, 目前精度上可达nm量级。 共焦测量术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低、以及高分辨率的独特优势,迅速成为工业测量的热门传感器,在生物医学、材料科学、半导体制造、 表面工程研究、 精密测量等领域得到大量应用。光谱共焦位移传感器可以实现对材料的振动频率和振动幅度的测量,对于研究材料的振动特性具有重要意义。常用光谱共焦产品使用误区
表面粗糙度测量方法具体流程如下:(1)待测工件定位。将待测工件平稳置于坐标测量机测量平台上,调用标准红宝石测针测量其空间位置和姿态,为按测量工艺要求确定测量位置提供数据。(2)轮廓扫描。测量机测量臂更换挂载光谱共焦传感器的光学探头,驱动探头运动至工件测量位置,调整光源光强、光谱仪曝光时间和采集频率等参数以保证传感器处于较好的工作状态,编辑扫描步距、速度等运动参数后启动轮廓扫描测量,并在上位机上同步记录扫描过程中的横向坐标和传感器高度信息,映射成为测量区域的二维微观轮廓。(3)表面粗糙度计算与评价。将扫描获取的二维微观轮廓数据输入到轮廓处理算法内进行计算,按照有关国际标准选择合适的截止波长,按高斯轮廓滤波方法对原始轮廓进行滤波处理,得到其表面粗糙度轮廓,并计算出粗糙度轮廓的评价中线,再按照表面粗糙度的相关评价指标的计算方法得出测量结果,得到被测工件的表面粗糙度信息。常用光谱共焦产品使用误区光谱共焦技术有着较大的应用前景。
在容器玻璃的生产过程中,瓶子的圆度和壁厚是重要的质量特征。因此,必须检查这些参数。任何有缺陷的容器都会立即被拒绝并返回到玻璃熔体中。高处理速度与防止损坏瓶子的需要相结合,需要快速的非接触式测量程序。而光谱共焦传感器适合这项测量任务。该系统在两个点上同步测量。数据通过 EtherCAT 接口实时输出,厚度校准功能允许在传感器的整个测量范围内进行精确的厚度测量。无论玻璃颜色如何,自动曝光控制都可以实现稳定的测量。
光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低、以及高分辨率的独特优势,迅速成为工业测量的热门传感器,在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量、3C电子等领域得到大量应用。本次测量场景使用的是创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025µm的重复精度,±0.02% of F.S.的线性精度, 30kHz的采样速度,以及±60°的测量角度,能够适应镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面,支持485、USB、以太网、模拟量的数据传输接口。光谱共焦位移传感器可以实现对材料的表面形貌进行高精度测量,对于研究材料的表面性质具有重要意义。
由于每一个波长都可以固定一个距离值,因此,通过将光谱山线峰值波长确定下来,就可以将精确的距离值推算出来。假设传感器与物体表面存在相对移动,此时物体表面的中心点恰好处在单色光(A1)的像点处,可以作出光谱仪探测到的光谱曲线。通过测量得到不同的波长值,可以将物体表面不同点之间的相对位移值计算出来。如果配上精细的扫描机构,就可以对整体的二维表面轮廓及形貌进行精确的测量。相比其他传统的位移传感器,光谱共焦传感器凭借独特的测量原理,具有测量效率高、精度高、体积小、非接触等特点,在各个领域都得到了大量的应用。光谱共焦技术可以实现对样品的光学参数进行测量和分析。黑龙江光谱共焦信赖推荐
光谱共焦技术的精度可以达到纳米级别。常用光谱共焦产品使用误区
采用对比测试方法,首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核,图5(a)是靶丸外表面轮廓的原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪的测量曲线。为了便于比较,将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。从图中可以看出,二者的低阶轮廓整体相似,局部的轮廓信息存在一定的偏差,原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外,白光共焦光谱的信噪比较原子力低,这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。图5(b)是靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线,从图中可以看出,在模数低于100的功率谱范围内,两种方法的测量结果一致性较好,当模数大于100时,白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据,这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级,同时,受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响,共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。常用光谱共焦产品使用误区