2021-11-12
如今，隨著工業(yè)快速的發(fā)展，對精密測量技術(shù)的要求越來越高，位移測量技術(shù)作為幾何量精密測量的基礎(chǔ)，不僅需要超高測量精度，而且需要對環(huán)境和材料的廣泛適應(yīng)性，并且逐步趨于實(shí)時(shí)、無損檢測。與傳統(tǒng)接觸式測量方法相比，共聚焦傳感器具有高速度，高精度，高適應(yīng)性等明顯優(yōu)勢。那么光譜共焦傳感器典型應(yīng)用有哪些?下面由深圳立儀科技公司為大家分享：
1、表面粗糙度測量應(yīng)用
表面粗糙度是指零件在加工過程中由于不同的加工方法、機(jī)床與刀具的精度、振動及磨損等因素在工件加工表面上形成的具有較小間距和較小峰谷的微觀水平狀況，是表面質(zhì)量的一個(gè)重要衡量指標(biāo)，關(guān)系零件的磨損、密封、潤滑、疲勞、研和等機(jī)械性能。
表面粗糙度測量主要可分為接觸式測量和非接觸式測量。觸針式接觸測量容易劃傷測量表面、針尖易磨損、測量效率低、不能測復(fù)雜表面，而非接觸測量相對而言可以實(shí)現(xiàn)非接觸、高效、在線實(shí)時(shí)測量，而成為未來粗糙度測量的發(fā)展方向。目前常用的非接觸法主要有干涉法、散射法、散斑法、聚焦法等。而其中聚焦法較為簡單實(shí)用。
采用光譜共焦位移傳感器，搭建了一套簡易的測量裝置，對膜式燃?xì)獗淼拈y蓋粗糙度進(jìn)行了非接觸的測量，以此來判斷閥蓋密封性合格與否,取得了一定的效果?；诠庾V共焦傳感器，利用其搭建的二維納米測量定位裝置對粗糙度樣塊進(jìn)行表面粗糙度的非接觸測量，并對測量結(jié)果進(jìn)行不確定評定，得到U95為13.9%。
2、輪廓、幾何尺寸測量應(yīng)用
隨著機(jī)械加工水平的發(fā)展，越來越多的微小復(fù)雜工件需要進(jìn)行輪廓測量及精密尺寸測量，如小圓倒角的測量、小工件內(nèi)壁溝槽尺寸等的測量。一些精密光學(xué)元件也需要進(jìn)行非接觸的輪廓形貌測量，以避免接觸測量時(shí)劃傷光學(xué)表面。這些用傳統(tǒng)傳感器難以解決的測量難題，均可用光譜共焦傳感器搭建測量系統(tǒng)以解決。
滾針對渦輪盤輪廓度檢測的問題，利用光譜共焦式位移傳感器實(shí)現(xiàn)渦輪盤輪廓度在線檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過自行搭建的二維納米測量定位裝置，選用光譜共焦傳感器作為測頭，實(shí)現(xiàn)對超精密零件的二維尺寸測量。使用激光共焦位移計(jì)，配合二維精密控制微動臺，對西漢的日光鏡進(jìn)行表面起伏深度的掃描，來探究光鏡反光成像原理。
3、薄膜材料厚度測量應(yīng)用
由于光譜共焦傳感器對于不同的反射面反射回來的單色光的波長不同，因此對于材料的厚度精密測量具有獨(dú)特的優(yōu)勢。光學(xué)玻璃、生物薄膜、平行平板等，兩個(gè)反射面都會反射不同波長的單色光，進(jìn)而只需一個(gè)傳感器，即可推算出厚度，測量精度可達(dá)微米量級，且不損傷被測表面。討論了利用光譜共焦位移傳感器測量透明材料厚度的應(yīng)用，計(jì)算了該系統(tǒng)的測量誤差范圍大概為0.005mm。提供了利用光譜共焦傳感器對平行平板的厚度以及光學(xué)鏡頭的中心厚度進(jìn)行測量的方法，并針對被測物體材料的色散對厚度測量精度的影響做了理論的分析。為了探究由流體跌落方式制備的薄膜厚度與跌落模式、雷諾數(shù)、底板的傾斜角度之間的關(guān)系，采用光譜共焦傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控制備后的薄膜厚度，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示。利用對頂安裝的白光共焦傳感器組，實(shí)現(xiàn)了對厚度為10～100μm的金屬薄膜厚度及分布的精確測量，并進(jìn)行了測量不確定度分析，得到系統(tǒng)的測量不確定度為0.12μm左右。
光譜共焦技術(shù)將軸向距離與波長建立起一套編碼規(guī)則，是一種高精度、非接觸的光學(xué)測量技術(shù)?；诠庾V共焦技術(shù)的傳感器作為一種亞微米級、快速精確測量的傳感器，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于表面微觀形狀、厚度測量、位移測量、在線監(jiān)控及過程控制等工業(yè)測量領(lǐng)域。展望其未來，隨著光譜共焦傳感技術(shù)的發(fā)展，必將在微電子、線寬測量、納米測試、超精密幾何量計(jì)量測試等領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用。
