光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的融合。一个完整的相对高度范畴能够通过使用白光灯灯源照明灯具和光谱仪完成精确测量。光谱共焦位移传感器的精确测量原理如下图1所显示,灯源发出光经过光纤,再通过超色差镜片,超色差镜片能够聚焦在直线光轴上,产生一系列可见光聚焦点。这种可见光聚焦点是连续的,不重合的。当待测物放置检测范围内时,只有一种光波长能够聚焦在待测物表层并反射面,依据激光光路的可逆回到光谱仪,产生波峰焊。全部别的波长也将失去焦点。运用单频干涉仪的校准信息计算待测物体的部位,创建光谱峰处波长偏移的编号。该超色差镜片通过提升,具备比较大的纵向色差,用以在径向分离出来电子光学信号的光谱成份。因而,超色差镜片是传感器关键部件,其设计方案十分重要 。光谱共焦技术具有很大的市场潜力。平面度测量 光谱共焦测量方法
共焦测量方法由于具有高精度的三维成像能力,已经大量用于表面轮廓与三维精细结构的精密测量。本文通过分析白光共焦光谱的基本原理,建立了透明靶丸内表面圆周轮廓测量校准模型;同时,基于白光共焦光谱并结合精密旋转轴系,建立了靶丸内表面圆周轮廓精密测量系统和靶丸圆心精密定位方法 ,实现了透明靶丸内、外表面圆周轮廓的纳米级精度测量。用白光共焦光谱测量靶丸壳层内表面轮廓数据时,其测量结果与白光共焦光谱传感器光线的入射角、靶丸壳层厚度、壳层材料折射率、靶丸内外表面轮廓的直接测量数据等因素紧密相关。平面度测量 光谱共焦测量方法光谱共焦技术可以实现对样品内部结构的观察和分析。
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%。
在容器玻璃生产过程中,圆度和壁厚是重要的质量特征,需要进行检查。任何有缺陷的容器都会被判定为不合格产品并返回到玻璃熔体中 。为了实现快速的非接触式测量,并确保不损坏瓶子,需要高处理速度。对于这种测量任务,光谱共焦传感器是一种合适的选择。该系统在两个点上同步测量并通过EtherCAT接口实时输出数据,厚度校准功能允许在传感器的整个测量范围内进行精确的厚度测量。此外,自动曝光控制可以实现对不同玻璃颜色的测量的稳定性。激光位移传感器在微位移测量领域具有广泛应用。
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,其具有通用性强,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在线测量的方法,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,经高斯滤波处理得到测量对象的表面粗糙度信息 。光谱共焦技术的精度可以达到纳米级别。平面度测量 光谱共焦测量方法
光谱共焦技术可以测量位移,利用返回光谱的峰值波长位置。平面度测量 光谱共焦测量方法
光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来,其无需轴向扫描,直接由波长对应轴向距离信息,从而大幅提高测量速度。而基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、非接触式的新型传感器,精度理论上可达 nm 量级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低,允许被测表面有更大的倾斜角 ,测量速度快,实时性高,迅速成为工业测量的热门传感器,大量应用于精密定位、薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。本文在论述光谱共焦技术原理的基础上,列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用,探讨共焦技术在未来精密测量的进一步应用,展望其发展前景。平面度测量 光谱共焦测量方法