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,精度理论上可达 nm 量级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低,允许被测表面有更大的倾斜角,测量速度快,实时性高,迅速成为工业测量的热门传感器,大量应用于精密定位、薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。本文在论述光谱共焦技术原理的基础上,列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用,探讨共焦技术在未来精密测量的进一步应用,展望其发展前景。光谱共焦技术可以实现高分辨率的成像和分析。品牌光谱共焦主要功能与优势
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。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。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,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。品牌光谱共焦主要功能与优势光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料表面和内部的成像和分析。
具有1 mm纵向色差的超色差摄像镜头,拥有0.4436的图象室内空间NA和0.991的线形相关系数R²。这个构造达到了原始设计要求,表现出了 光学性能。在实现线性散射方面,有一些关键条件需要考虑,并且可以采用不同的优化方法来完善设计。首先,线性散射的完成条件是确保摄像镜头的各光谱成分具有相同的焦点位置,以减少色差。为了满足这一条件,需要采用精确的光学元件制造和装配,以确保不同波长的光线汇聚在同一焦点上。此外,使用特殊的透镜设计和涂层技术也可以减小纵向色差。在优化设计方面,一类方法是采用非球面透镜,以更好地校正色差,提高图象质量。另一类方法包括使用折射率不同的材料组合,以控制光线的传播和散射。此外,可以通过改进透镜的曲率半径、增加光圈叶片数量和设计更复杂的光学系统来进一步提高性能。总结而言,这项研究强调了高线性纵向色差和高图象室内空间NA在超色差摄像镜头设计中的重要性。这个设计方案展示了光学工程的进步,表明光谱共焦位移传感器的商品化生产制造将朝着高线性纵向色差、高图象室内空间NA的趋势发展,从而提供更精确和高性能的成像设备,满足不同领域的需求。
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。光谱共焦技术可以在环境保护中发挥重要作用。
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%。光谱共焦三维形貌仪用超大色散线性物镜组设计是一项重要的研究内容。北京光谱共焦推荐
光谱共焦位移传感器可以实现非接触式位移测量。品牌光谱共焦主要功能与优势
在塑料薄膜及透明材料薄厚测量层面,朱万彬等阐述了光谱共焦传感器在测量全透明平板电脑的平整度时,由全透明平板电脑的折光率不同而引进的测量误差并进行补偿;曹太腾等基千三维数据 测量的机器视觉技术,利用光谱共焦传感器对透明材料薄厚及弧形玻璃曲面薄厚进行检测。在外表粗糙度测量层面,沈雪琴等阐述了不一样 方式测量外表粗糙度时优缺点 ,选择了根据光谱共焦传感器的测量方式并进行了有关试验,为外表粗糙度的高精密测量提供了一种新方法;林杰俊等利用光谱共焦法测量外表粗糙度样块的表面粗糙度,并阐述了其 测量不确定度。文中利用 小二乘法测算校准误差并进行了离散系统误差测算,减少光谱共焦传感器校准后的误差,并在不同精密度标准器下,探寻光谱共焦传感器的校准误差的变化情况,对今后对光谱共焦传感器的应用及科学研究拥有重要意义。品牌光谱共焦主要功能与优势