光谱共焦位移传感器是一种基于光波长偏移调制的非接触式位移传感器。它也是一种新型极高精密度、极高可靠性的光学位移传感器,近些年对迅速、精确的非接触式测量变得更加关键。光谱共焦位移传感器不但可以精确测量偏移,还可用作圆直径的精确测量,及其塑料薄膜的折光率和厚度的精确测量,在电子光学计量检定、光化学反应、生物医学工程电子光学等领域具备大量应用市场前景。光谱共焦位移传感器的诞生归功于共聚焦显微镜研究。它们工作中原理类似,都基于共焦原理。1955年,马文·明斯基依据共焦原理研发出共焦光学显微镜。接着,Molesini等于1984年给出了光谱深层扫描仪原理,并将其用于表面轮廓仪。后来在1992年,Browne等人又把它运用到共聚焦显微镜中,应用特殊目镜造成散射开展高度测量 ,不用彩色扫描,提升了测量速度。a.Ruprecht等运用透射分束制定了超色差镜片,a.Miks探讨了运用与不一样玻璃材质连接的镜片得到镜头焦距与波长线性关系的办法。除开具有μm乃至纳米技术屏幕分辨率以外,光谱共焦位移传感器还具备对表层质量要求低,容许更多的倾斜度和达到千HZ的输出功率的优势。激光位移传感器的应用主要是用于非标的特定检测设备中。国内光谱共焦测厚度
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 。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。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。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。推荐光谱共焦找哪里光谱共焦技术可以实现对样品的定量分析。
光谱共焦位移传感器基本原理如图1所示,由光源、分光镜、光学色散镜头组、小孔以及光谱仪等部分组成。传感器通过色散镜头进行色散,将位移信息转换成波长信息,使用光谱仪进行光谱分解得出波长的变化信息,再反解得出被测位移。其中色散镜头作为光学部分完成了波长和位移的一一映射 ,实现了波长和位移之间的编码转化。光谱仪则实现波长的测量及位移反解输出。当光谱信息突破小孔的限制,借助平面光栅、凹面反射镜进行光线的衍射和汇聚,将反射出来的汇聚光照射在线阵CCD上进行光电转换,借助光谱信号采集实现模数转换, 通过解码得到位移信息。
光谱共焦位移传感器包括光源、透镜组和控制箱等组成部分。光源发出一束白光,透镜组将其发散成一系列波长不同的单色光,通过同轴聚焦在一定范围内形成一个连续的焦点组 ,每个焦点的单色光波长对应一个轴向位置。当样品位于焦点范围内时,样品表面会聚焦后的光反射回去,这些反射回来的光再经过与镜头组焦距相同的聚焦镜再次聚焦后通过狭缝进入控制箱中的单色仪。因此,只有位于样品表面的焦点位置才能聚焦在狭缝上,单色仪将该波长的光分离出来,由控制箱中的光电组件识别并获取样品的轴向位置。采用高数值孔径的聚焦镜头可以使传感器达到较高分辨率,满足薄膜厚度分布测量要求。光谱共焦位移传感器可以实现对材料的微小变形进行精确测量,对于研究材料的性能具有重要意义;
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。光谱共焦位移传感器可以用于结构的振动、变形和位移等参数的测量。内径测量 光谱共焦厂家现货
光谱共焦厚度检测系统可以实现厚度的非接触式测量。国内光谱共焦测厚度
根据对光谱共焦位移传感器原理的理解和分析,可以得出理想的镜头应具备以下性能:首先,产生较大的轴向色差,通常需要对镜头进行消色差措施,而该传感器需要利用色差进行测量,需要将其扩大化 ;其次,产生轴向色差后,焦点在轴上会因单色光的球差问题而导致光谱曲线响应的FWHM(半峰全宽)变大,影响分辨率;同时,为确保单色光在轴上汇聚到单一点,需要控制其球差;为保证传感器的线性度并平衡其各聚焦位置的灵敏度,焦点位置应尽量与波长成线性关系。国内光谱共焦测厚度