非接触式光谱共焦技术

时间:2024年01月18日 来源:

光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来的技术,在测量过程中无需轴向扫描,直接由波长对应轴向距离信息,因此可以大幅提高测量速度。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,精度理论上可达到纳米级。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,因此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。本文介绍了光谱共焦技术的原理,并列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用。同时,对共焦技术在未来精密测量的进一步应用进行了探讨,并展望了其发展前景。光谱共焦技术可以实现对样品的定量分析。非接触式光谱共焦技术

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随着机械加工水平的不断发展,各种微小而复杂的工件都需要进行精确的尺寸和轮廓测量,例如测量小零件的内壁凹槽尺寸和小圆角。为避免在接触测量过程中刮伤光学表面,一些精密光学元件也需要进行非接触式的轮廓形貌测量。这些测量难题通常很难用传统传感器来解决,但可以使用光谱共焦传感器来构建测量系统。通过二维纳米测量定位装置,光谱共焦传感器可以作为测头,以实现超精密零件的二维尺寸测量。使用光谱共焦位移传感器,可以解决涡轮盘轮廓度在线检测系统中滚针涡轮盘轮廓度检测的问题。在进行几何量的整体测量过程中,还需要采用多种不同的工具和技术对其结构体系进行优化,以确保几何尺寸的测量更加准确。线阵光谱共焦品牌企业光谱共焦技术可以实现高分辨率的成像和分析。

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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。

非球面中心偏差的测量方法包括接触式(例如使用百分表)和非接触式(例如使用光学传感器)。本文采用自准直定心原理和光谱共焦位移传感技术,对高阶非球面透镜的中心偏差进行了非接触精密测量。通过测量出的校正量和位置方向对球面进行抛光,纠正非球面透镜中心偏差,以满足光学系统设计的要求。由于非球面已经加工到一定的精度要求,因此对球面的抛光和磨削是纠正非球面透镜中心偏差的主要方法。利用轴对称高阶非球面曲线的数学模型计算被测环D带的旋转角度θ,即光谱共焦位移传感器的工作角。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。

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实际中,光谱共焦位移传感器可用于许多方面。它采用独特的光谱共焦测量原理,利用单探头可以实现对玻璃等透明材料的单向精确厚度测量,可有效监控药剂盘和铝塑泡罩包装的填充量,实现纳米级分辨率的精确表面扫描。该传感器可以单向测量试剂瓶的壁厚,并且对瓶壁没有压力,通过设计转向反射镜可实现孔壁结构检测和凹槽深度测量(90度侧向出光版本探头可直接测量深孔和凹槽)。光谱共焦传感器还可用于层和玻璃间隙测量,以确定单层玻璃层之间的间隙厚度。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。原装光谱共焦价格

基于白光LED的光谱共焦位移传感器是一种新型的传感器。非接触式光谱共焦技术

光谱共焦传感器是一种新型高精度传感器,其测量精度可达到0.02%。相比于光栅尺、容栅、电感式变压器偏移传感器等传感器,它在偏移测量方面具有更加明显的优势。由于它的高精度特性,光谱共焦传感器在几何量高精度测量方面得到了广泛应用,如漫反射光和平面反射面的偏移测量、平整度测量、塑料薄膜和透明材料薄厚测量、外表粗糙度测量等。在偏移测量方面,光谱共焦传感器的主要功能就是测量偏移。研究人员对光谱共焦传感器的散射目镜进行了分析,并制定了相应的构造来提高其各项特性;也有研究人员利用光谱共焦传感器对飞机发动机电机转子叶片空隙进行了高精度和高效率的测量。在平整度测量方面,研究人员分析了光谱共焦传感器的检测误差,并对平面图检测误差展开了科学研究。通过利用光谱共焦传感器对圆平晶的平整度展开测量,他们获得了平面图检测误差的数值。非接触式光谱共焦技术

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