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大量适应性,并且逐步趋于实时、无损检测。与传统接触式测量方法相比,光谱共焦位移传感器具有高速度,高精度,高适应性等明显优势。本文通过对光谱共焦传感器应用场景的分析,有助于广大读者进一步加深对光谱共焦传感器技术的理解。得益于纳米级精度及超好的角度特性,光谱共焦位移传感器可用于对表面粗糙度进行高精度测量。相对于传统的接触式粗糙度仪,光谱共焦位移传感器以更高的速度采集粗糙度轮廓,并且对产品表面无任何损伤。光谱共焦技术可以对材料表面和内部进行接触式的检测和分析。新型光谱共焦按需定制
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、散斑法、散射法、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%。线阵光谱共焦原理光谱共焦位移传感器可以实时监测材料的变化情况,对于研究材料的力学性能具有重要意义;
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等特点,已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、精密测量和3C电子等领域广泛应用。本次测量场景采用了创视智能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0.025 µm的重复精度、±0.02%的线性精度 、30kHz的采样速度和±60°的测量角度,适用于镜面、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、以太网和模拟量的数据传输接口。
在容器玻璃生产过程中,圆度和壁厚是重要的质量特征,需要进行检查。任何有缺陷的容器都会被判定为不合格产品并返回到玻璃熔体中。为了实现快速的非接触式测量,并确保不损坏瓶子,需要高处理速度。对于这种测量任务,光谱共焦传感器是一种合适的选择。该系统在两个点上同步测量并通过EtherCAT接口实时输出数据 ,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。此外,自动曝光控制可以实现对不同玻璃颜色的测量的稳定性。光谱共焦技术的应用将有助于推动中国科技创新的发展。
光谱共焦传感器可以提供结合高精度和高速的新现代技术。这些特性使这些多功能距离和位移传感器非常适合工业 4.0 的高要求。在工业 4.0 的世界中,传感器必须能够进行高速测量并提供高精度结果,以确保可靠的质量保证。光学测量技术是非接触式的,于目标材料分开和表面特性,因此它们对生产和检测过程变得越来越重要。这是“实时”生产过程中的一个主要优势,在这种过程中,触觉测量技术正在发挥其极限,尤其是当目标位于难以接近的区域时。光谱共焦传感器提供突破性的技术、高精度和高速度。此外,共焦色差测量技术允许进行距离测量、透明材料的多层厚度测量、强度评估以及钻孔和凹槽内的测量。测量过程是无磨损的、非接触式的,并且实际上与表面特性无关。由于测量光斑尺寸极小 ,即使是非常小的物体也能被检测到。因此,共焦色度测量技术适用于在线质量控制。光谱共焦位移传感器具有非接触式测量的优势,可以在微观尺度下进行精确的位移测量。新型光谱共焦按需定制
光谱共焦技术可以实现对样品的三维成像和分析。新型光谱共焦按需定制
光谱共焦位移传感器作为一种新型位移传感器,因为其测量精度高,对于杂光等干扰光线传感器不敏感具有较强的抵抗能力等特点,应用前景十分大量。文章通过对原理的分析,设计了一款色散镜头使用H-K9L和H-ZF4A玻璃,采用正负透镜组分离结构组合形成镜头组,使用凹凸透镜补偿法该镜,在486, ..._,656nm波长范围内,色散范围约为焦量与波长之间通过线性拟合所得其线性性达到0.9976,很好的平衡了传感器各个聚焦位置的灵敏度,配以合适的光谱仪,传感器的分辨率可达到5nm的测量精度。符合设计要求产生了较大的线性轴向色散,在保证大色散范围的同时轴向色散与波长之间也存在着好的线性。新型光谱共焦按需定制