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)境和材料的大量適應(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，光譜共焦位移傳感器具有高速度，高精度，高適應(yīng)性等明顯優(yōu)勢(shì)。本文通過(guò)對(duì)光譜共焦傳感器應(yīng)用場(chǎng)景的分析，有助于廣大讀者進(jìn)一步加深對(duì)光譜共焦傳感器技術(shù)的理解。得益于納米級(jí)精度及超好的角度特性，光譜共焦位移傳感器可用于對(duì)表面粗糙度進(jìn)行高精度測(cè)量。相對(duì)于傳統(tǒng)的接觸式粗糙度儀，光譜共焦位移傳感器以更高的速度采集粗糙度輪廓，并且對(duì)產(chǎn)品表面無(wú)任何損傷。光譜共焦技術(shù)的研究集中在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以及數(shù)據(jù)處理和成像算法的研究。在線管道壁厚檢測(cè)光譜共焦傳感器精度
隨著機(jī)械加工水平的不斷發(fā)展，各種的微小的復(fù)雜工件都需要進(jìn)行精密尺寸測(cè)量與輪廓測(cè)量，例如：小工件內(nèi)壁溝槽尺寸、小圓倒角等的測(cè)量，對(duì)于某些精密光學(xué)元件可以進(jìn)行非接觸的輪廓形貌測(cè)量，避免在接觸測(cè)量時(shí)劃傷光學(xué)表面，解決了傳統(tǒng)傳感器很難解決的測(cè)量難題。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 。通過(guò)自行塔建的二維納米測(cè)量定位裝置，選用光譜其焦傳感器作為測(cè)頭，實(shí)現(xiàn)測(cè)量超精密零件的二維尺寸，滾針對(duì)渦輪盤(pán)輪廓度檢測(cè)的問(wèn)題，利用光譜共焦式位移傳感器使得渦輪盤(pán)輪廓度在線檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠得以實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，在進(jìn)行幾何量的整體測(cè)量過(guò)程中，還需要采取多種不同的方式對(duì)其結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化。從而讓幾何尺寸的測(cè)量更為準(zhǔn)確。原裝光譜共焦供應(yīng)商光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的表面形貌進(jìn)行高精度測(cè)量，對(duì)于研究材料的表面性質(zhì)具有重要意義。
非球面中心偏差的測(cè)量手段主要包括接觸式(百分表)和非接觸式(光學(xué)傳感器)。文章基于自準(zhǔn)直定心原理和光譜共焦位移傳感技術(shù)，對(duì)高階非球面的中心偏差進(jìn)行了非接觸精密測(cè)量。光學(xué)加工人員根據(jù)測(cè)量出的校正量和位置方向?qū)η蛎孢M(jìn)行拋光，使非球面透鏡的中心偏差滿足光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。由于非球面已加工到一定精度要求 ，因此對(duì)球面的拋光和磨削是糾正非球面透鏡中心偏差的主要方法。利用軸對(duì)稱高階非球面曲線的數(shù)學(xué)模型計(jì)算被測(cè)環(huán)D帶的旋轉(zhuǎn)角度θ，即光譜共焦位移傳感器的工作角。
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。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。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，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。光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的變形過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)于研究材料的力學(xué)行為具有重要意義。
隨著機(jī)械加工水平的不斷發(fā)展，各種微小而復(fù)雜的工件都需要進(jìn)行精確的尺寸和輪廓測(cè)量，例如測(cè)量小零件的內(nèi)壁凹槽尺寸和小圓角。為避免在接觸測(cè)量過(guò)程中刮傷光學(xué)表面，一些精密光學(xué)元件也需要進(jìn)行非接觸式的輪廓形貌測(cè)量。這些測(cè)量難題通常很難用傳統(tǒng)傳感器來(lái)解決，但可以使用光譜共焦傳感器來(lái)構(gòu)建測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)二維納米測(cè)量定位裝置，光譜共焦傳感器可以作為測(cè)頭，以實(shí)現(xiàn)超精密零件的二維尺寸測(cè)量。使用光譜共焦位移傳感器，可以解決渦輪盤(pán)輪廓度在線檢測(cè)系統(tǒng)中滾針渦輪盤(pán)輪廓度檢測(cè)的問(wèn)題。在進(jìn)行幾何量的整體測(cè)量過(guò)程中，還需要采用多種不同的工具和技術(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化，以確保幾何尺寸的測(cè)量更加準(zhǔn)確 。激光位移傳感器的應(yīng)用主要是用于非標(biāo)的特定檢測(cè)設(shè)備中。小型光譜共焦設(shè)備
光譜共焦技術(shù)具有軸向按層分析功能，精度可以達(dá)到納米級(jí)別。在線管道壁厚檢測(cè)光譜共焦傳感器精度
光譜共焦位移傳感器包括光源、透鏡組和控制箱等組成部分。光源發(fā)出一束白光，透鏡組將其發(fā)散成一系列波長(zhǎng)不同的單色光，通過(guò)同軸聚焦在一定范圍內(nèi)形成一個(gè)連續(xù)的焦點(diǎn)組，每個(gè)焦點(diǎn)的單色光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)一個(gè)軸向位置。當(dāng)樣品位于焦點(diǎn)范圍內(nèi)時(shí)，樣品表面會(huì)聚焦后的光反射回去，這些反射回來(lái)的光再經(jīng)過(guò)與鏡頭組焦距相同的聚焦鏡再次聚焦后通過(guò)狹縫進(jìn)入控制箱中的單色儀。因此 只有位于樣品表面的焦點(diǎn)位置才能聚焦在狹縫上，單色儀將該波長(zhǎng)的光分離出來(lái)，由控制箱中的光電組件識(shí)別并獲取樣品的軸向位置。采用高數(shù)值孔徑的聚焦鏡頭可以使傳感器達(dá)到較高分辨率，滿足薄膜厚度分布測(cè)量要求。在線管道壁厚檢測(cè)光譜共焦傳感器精度