2021-11-12
如今，隨著工業(yè)快速的發(fā)展，對(duì)精密測(cè)量技術(shù)的要求越來(lái)越高，位移測(cè)量技術(shù)作為幾何量精密測(cè)量的基礎(chǔ)，不僅需要超高測(cè)量精度，而且需要對(duì)環(huán)境和材料的廣泛適應(yīng)性，并且逐步趨于實(shí)時(shí)、無(wú)損檢測(cè)。與傳統(tǒng)接觸式測(cè)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(shì)。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(cè)量應(yīng)用
表面粗糙度是指零件在加工過(guò)程中由于不同的加工方法、機(jī)床與刀具的精度、振動(dòng)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(rùn)滑、疲勞、研和等機(jī)械性能。
表面粗糙度測(cè)量主要可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。觸針式接觸測(cè)量容易劃傷測(cè)量表面、針尖易磨損、測(cè)量效率低、不能測(cè)復(fù)雜表面，而非接觸測(cè)量相對(duì)而言可以實(shí)現(xiàn)非接觸、高效、在線實(shí)時(shí)測(cè)量，而成為未來(lái)粗糙度測(cè)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(jiǎn)單實(shí)用。
采用光譜共焦位移傳感器，搭建了一套簡(jiǎn)易的測(cè)量裝置，對(duì)膜式燃?xì)獗淼拈y蓋粗糙度進(jìn)行了非接觸的測(cè)量，以此來(lái)判斷閥蓋密封性合格與否,取得了一定的效果。基于光譜共焦傳感器，利用其搭建的二維納米測(cè)量定位裝置對(duì)粗糙度樣塊進(jìn)行表面粗糙度的非接觸測(cè)量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定評(píng)定，得到U95為13.9%。
2、輪廓、幾何尺寸測(cè)量應(yīng)用
隨著機(jī)械加工水平的發(fā)展，越來(lái)越多的微小復(fù)雜工件需要進(jìn)行輪廓測(cè)量及精密尺寸測(cè)量，如小圓倒角的測(cè)量、小工件內(nèi)壁溝槽尺寸等的測(cè)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(cè)量，以避免接觸測(cè)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(cè)量難題，均可用光譜共焦傳感器搭建測(cè)量系統(tǒng)以解決。
滾針對(duì)渦輪盤輪廓度檢測(cè)的問(wèn)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(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)自行搭建的二維納米測(cè)量定位裝置，選用光譜共焦傳感器作為測(cè)頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)超精密零件的二維尺寸測(cè)量。使用激光共焦位移計(jì)，配合二維精密控制微動(dòng)臺(tái)，對(duì)西漢的日光鏡進(jìn)行表面起伏深度的掃描，來(lái)探究光鏡反光成像原理。
3、薄膜材料厚度測(cè)量應(yīng)用
由于光譜共焦傳感器對(duì)于不同的反射面反射回來(lái)的單色光的波長(zhǎng)不同，因此對(duì)于材料的厚度精密測(cè)量具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。光學(xué)玻璃、生物薄膜、平行平板等，兩個(gè)反射面都會(huì)反射不同波長(zhǎng)的單色光，進(jìn)而只需一個(gè)傳感器，即可推算出厚度，測(cè)量精度可達(dá)微米量級(jí)，且不損傷被測(cè)表面。討論了利用光譜共焦位移傳感器測(cè)量透明材料厚度的應(yīng)用，計(jì)算了該系統(tǒng)的測(cè)量誤差范圍大概為0.005mm。提供了利用光譜共焦傳感器對(duì)平行平板的厚度以及光學(xué)鏡頭的中心厚度進(jìn)行測(cè)量的方法，并針對(duì)被測(cè)物體材料的色散對(duì)厚度測(cè)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(duì)頂安裝的白光共焦傳感器組，實(shí)現(xiàn)了對(duì)厚度為10～100μm的金屬薄膜厚度及分布的精確測(cè)量，并進(jìn)行了測(cè)量不確定度分析，得到系統(tǒng)的測(cè)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(zhǎng)建立起一套編碼規(guī)則，是一種高精度、非接觸的光學(xué)測(cè)量技術(shù)。基于光譜共焦技術(shù)的傳感器作為一種亞微米級(jí)、快速精確測(cè)量的傳感器，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于表面微觀形狀、厚度測(cè)量、位移測(cè)量、在線監(jiān)控及過(guò)程控制等工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域。展望其未來(lái)，隨著光譜共焦傳感技術(shù)的發(fā)展，必將在微電子、線寬測(cè)量、納米測(cè)試、超精密幾何量計(jì)量測(cè)試等領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用。
