高速光谱共焦的原理

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%。光谱共焦技术可以在工业生产中发挥重要作用。高速光谱共焦的原理

我们智能能设备的进化日新月异，人们的追求越来越个性化。愈发复杂的形状意味着，对点胶设备提出更高的要求，需要应对更高的点胶精度!更灵活的点胶角度!目前手机中板和屏幕模组贴合时，需要在中板上面点一圈透明的UV胶，这种胶由于白色反光的原因，只能使用光谱共焦传感器进行完美测量，由于光谱共焦传感器的复合光特性，可以完美的高速测量胶水的高度和宽度。由于胶水自身特性：液体，成型特性：带有弧形，材料特性：透明或半透明。国内光谱共焦使用方法光谱共焦技术可以解决以往传感器和测量系统精度与视场不能兼容的问题。

三坐标测量机是加工现场常用的高精度产品尺寸及形位公差检测设备，具有通用性强，精确可靠等优点。本文面向一种特殊材料异型结构零件内曲面的表面粗糙度测量要求，提出一种基于高精度光谱共焦位移传感技术的表面粗糙度集成在线测量方法，利用工业现场常用的三坐标测量机平台执行轮廓扫描，并记录测量扫描位置实时空间横坐标，根据空间坐标关系，将测量扫描区域的微观高度信息和扫描采样点组织映射为微观轮廓，经高斯滤波处理和评价从而得到测量对象的表面粗糙度信息。

光谱共焦位移传感器是一种基于共焦显微镜和扫描式激光干涉仪的非接触式位移传感器。 它的工作原理是将样品表面反射的激光束和参考激光束进行干涉，利用干涉条纹的位移以及光谱的相关变化实现对样品表面形貌和性质的高精度测量。 该传感器可以实现微米级甚至亚微米级的位移测量精度，并且具有较宽的测量范围，通常在数十微米级别甚至以上。 光谱共焦位移传感器的优点是能够在高速动态、曲面、透明和反射性样品等复杂情况下实现高精度测量，具有很大的应用前景。 光谱共焦位移传感器主要应用于颗粒表面形貌和性质的研究、生物医学领域、材料表面缺陷和应力研究等领域，尤其在微纳米技术、精密制造、生物医学等领域具有重要应用价值。光谱共焦技术在航空航天领域可以用于航空发动机和航天器部件的精度检测。

为了满足全天候观察的需求,设计了波段范围为可见光-短波红外宽光谱共焦光学成像系统。根据宽光谱共焦原理以及光学被动式无热化原理，设计了一个波段范围为0.4μm~2.5μm、焦距数为50 mm，F数为2.8的光学成像系统，该系统在可见光波段在奈奎斯特频率为30 lp/mm时传函值高于0.7，红外波段在奈奎斯特频率为30 lp/mm时传函值高于0.5，探测器选用为15μm×15μm、像元数为640 pixel×512 pixel碲镉汞探测器。该宽光谱共焦型光学系统均采用普通玻璃材料以及易加工的球面透镜,在温度范围-40℃~+60℃内对光学系统消热差,实现了无需调焦即可满足昼夜观察的使用需求,可广泛应用于安防监控、森林防火等领域。该技术可以采集样品不同深度处的光谱信息进行测量。小型光谱共焦产品原理

连续光谱位置测量方法可以实现光谱的位置测量。高速光谱共焦的原理

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。高速光谱共焦的原理