沧州光谱共焦位移传感器产品基本性能要求

本实用新型提供一种光谱共焦位移传感器，包括光源耦合器，入射光纤，光谱共焦位移传感探头，接收光纤，光谱仪，所述光谱仪固定连接所述接收光纤的出光端，所述光谱仪带有感光元件并用于把被测物体的反射光进行色散聚焦到感光元件上且量化成光谱曲线。通过光谱共焦工作原理，避免使用激光直接照射到物体表面而呈现颗粒状的散斑，克服不易确定像点的质心位置的缺陷。1.一种光谱共焦位移传感器，其特征在于，包括有：光源耦合器，所述光源耦合器用于产生多色光；入射光纤，所述入射光纤的入光端固定连接在所述光源耦合器中并用于接收所述光源耦合器所发出的多色光；光谱共焦位移传感探头，所述光谱共焦位移传感探头固定连接在所述入射光纤的出光端，所述光谱共焦位移传感探头用于对入射光纤传导的多色光进行轴向色散后将不同波长的光分别聚焦，并对被测物体的反射光进行传导；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。沧州光谱共焦位移传感器产品基本性能要求

套筒限位在限位槽内,且与限位槽相匹配,套筒上设置有用于光纤连接的螺纹孔进一步,两个双凸球面镜的凸面侧朝内对称设置。进一步,两个双凸球面镜之间的间距为2.5~5.5mm。进一步,位于中间的双凸球面镜与弯月透镜之间的间距为3.5~6.0mm。进一步,卤素灯光源的光谱波段范围为360nm~2500nm。光谱共焦位移传感器是一种具有超高精度和超高稳定性的非接触式位移传感器与激光三角法相比,光谱共焦具有更高的分辨率,并且由于光发射和接收同光路,不会出现激光三角法光路容易被遮挡或被测目标表面过于光滑而接收不到目标反射光的情况,对被测物体适应性强,适用于手机玻璃的检测,凹坑、小孔的测量以及表面形貌的扫描恢复。光谱共焦传感器是一种基于光学色散原理的非接触式位移传感器,目的是建立距离与波长间的对应关系。传统的激光三角法测量技术已经比较成熟,运用也比较widely,但由于CCD相机接收反射光范围的限制,不能用于可以透光的透明材料和表面有凹坑缺陷玻璃的测量。光谱共焦位移传感器由于其运用同光路的光纤,只要光能照射的区域就能够沿原路返回,可以解决传统的激光三角法测量不了的领域,对一些高反射、高深宽比、陡峭内壁表面有缺陷的玻璃间隙进行测量,且测量精度能够达到亚微米级别。江苏光谱共焦位移传感器技术指导该传感器的应用将有助于提高微纳制造、半导体制造和生物医学等领域中的精密测量的准确性。

随着精密和超精密制造业的迅速发展,对高精密的检测需求也越来越高,因此高精密的位移传感器也应运而生。超精密的位移传感器精度可达到微纳米级别;传统的接触式测量虽然也有较高的精度,但是由于其可能会划伤被测物体表面,而且当被测物体为弱刚性或是轻软材料时,接触式测量也会造成弹性形变,引入测量的误差,而且接触式测量速度较慢,难以实现自动化测量,基于接触式测量存在的诸多不足,因此非接触式位移传感器受到了更大的关注。如今非接触式测量主要有电磁式和光电式两类,电磁式位移传感器对被测物体的材料类型有要求,因此不具有wide适用性,而且外界的电磁信号的干扰也会对测量的精度造成影响;高精密光电式位移传感器,目前常用的是基于激光三角法的位移传感器,其测量原理是激光光源打在被测物体表面,反射的光经过收光镜简,在光电探测器CCD上成像通过算法标定可以推算出被测物体的位移。目前的光谱共焦位移传感器大多采用分光镜和线阵CCD采集干涉条纹的方法,通过两束光源产生干涉,干涉条纹的宽度信息可以反映被测物的位移量测量信息,此种方案结构复杂,成本相对较高;传统的激光三角法光路容易出现遮挡,导致接收反射光困难,对透明玻璃或表面有凹坑的材料等更是难以测量。

在接收光纤的出光端可装配连接有光谱仪，当光谱仪与接收光纤的出光端装配好后，光谱仪与接收光纤的出光端实现固定连接，光谱仪带有感光元件并用于把被测物体的反射光进行色散聚焦到感光元件上且量化成光谱曲线。这样，通过光源耦合器产生多色光，多色光在入射光纤中传导到光谱共焦位移传感探头内；通过光谱共焦位移传感探头内的透镜组和光学元件使多色光发生光谱色散，不同波长的单色光聚焦到不同的轴向高度，使波长与被测物体的位移产生对应关系；它可以应用于材料的力学性能测试、微纳加工、光学元件的制造等多个领域。

根据权利要求所述的光谱共焦传感器,其中，所述多个光学头是2个光学头或者3个光学头。一种测量方法,包括以下步骤:射出具有不同波长的多个光束:通过多个光学头中的各光学头将所射出的所述多个光束会聚于不同的聚焦位置处,并且射出在所述聚焦位置处被测量点反射的测量光;使从所述多个光学头射出的多个测量光束发生衍射,并且向线传感器的不同的多个受光区域射出衍射光束:以及基于所述线传感器的所述多个受光区域各自的受光位置来计算作为所述多个光学头的测量对象的多个测量点各自的位置。它可以测量物体微小的位移，精度高达亚微米级别。温州光谱共焦位移传感器定做价格

它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。沧州光谱共焦位移传感器产品基本性能要求

本实用新型的工作原理如下:1)卤素灯光源发出的光,通过Y型光纤后,一端经光谱共焦透镜组后,照射到被测物体表面,经过光谱共焦透镜组后买不同波长的光产生光谱的色散。2)光源通过光谱共焦透镜组后,照射到某一位置的被测物体,经被测物体表面反射的某一波长的单色光,反向回到Y型光纤的另一端,单色光到达共焦小孔,由于小孔滤波的作用,only有被测物体表面反射的该波长单色光,通过共焦小孔后进入光谱仪,采集光谱信息;并通过调整被测物体的位置,利用光谱仪来收集反射回来光的光谱信息。3)对采集到的光谱信息进行光强的归一化处理,并对原始的光谱数据进行去噪平滑等预处理后,拟合出一条符合平滑的曲线,然后采用高斯拟合的算法来进行峰谱定位,高斯函数的峰值位置为其一阶导数的零点,可以认为找到了高斯函数的一阶导数零点就找到了高斯函数的峰谱位置。4)利用超精密的运动控制台,来标定不同位置对应的光谱谱峰值,找出一一对应关系;标定完成后,通过读取软件上峰谱值的大小,就可以测出被测物离光源的精确位置。以上only为本实用新型的具体实施例,但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础,为实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等。沧州光谱共焦位移传感器产品基本性能要求