谱共焦位移传感器是一种高精度的光学测量仪器,主要应用于工业生产、科学研究和质量控制等领域。特别是在工业制造中,比如汽车工业的发动机制造领域,气缸内壁的精度对发动机的性能和可靠性有着直接的影响。光谱共焦位移传感器可以实现非接触式测量,提供高精度和高分辨率的数据,制造商得以更好地掌握产品质量并提高生产效率。它利用激光共焦成像原理,能够准确测量金属内壁表面形貌,包括凹 凸、微观结构和表面粗糙度等参数。这些数据对保证发动机气缸内壁的精密性和一致性非常重要,从而保障发动机性能和长期可靠性。此外,在科学研究领域,光谱共焦位移传感器也扮演关键角色,帮助研究者进一步了解各种材料的微观特性和表面形态,推动材料科学、工程技术进步和开发创新应用。光谱共焦位移传感器可以用于材料的弹性模量、形变和破坏等参数的测量。新型光谱共焦定做
光谱共焦测量技术由于其具有测量精度高、测量速度快、可以实现非接触测量的独特优势而被大量应用于工业级测量。让我们先来看一下光谱共焦技术的起源和光谱共焦技术在精密几何量计量测试中的成熟典型应用。共焦显微术的概念首先是由美国的 Minsky 于 1955年提出, 其利用共焦原理搭建台共焦显微镜, 并于1957年申请了专利。自20世纪90年代, 随着计算机技术的飞速发展, 共焦显微术成了研究的热点,得到快速的发展。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, 目前精度上可达nm量级。 共焦测量术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低、以及高分辨率的独特优势,迅速成为工业测量的热门传感器,在生物医学 、材料科学、半导体制造、 表面工程研究、 精密测量等领域得到大量应用。怎样选择光谱共焦技术激光技术的发展推动了激光位移传感器的研究和应用。
随着机械加工水平的不断发展,各种的微小的复杂工件都需要进行精密尺寸测量与轮廓测量,例如:小工件内壁沟槽尺寸、小圆倒角等的测量,对于某些精密光学元件可以进行非接触的轮廓形貌测量,避免在接触测量时划伤光学表面,解决了传统传感器很难解决的测量难题。一些精密光学元件也需要进行非接触的轮廓形貌测量,以避免接触测量时划伤光学表面。这些用传统传感器难以解决的测量难题,均可用光谱共焦传感器搭建测量系统以解决 。通过自行塔建的二维纳米测量定位装置,选用光谱其焦传感器作为测头,实现测量超精密零件的二维尺寸,滚针对涡轮盘轮廓度检测的问题,利用光谱共焦式位移传感器使得涡轮盘轮廓度在线检测系统的设计能够得以实现。与此同时,在进行几何量的整体测量过程中,还需要采取多种不同的方式对其结构体系进行优化。从而让几何尺寸的测量更为准确。
光谱共焦位移传感器包括光源、透镜组和控制箱等组成部分。光源发出一束白光,透镜组将其发散成一系列波长不同的单色光,通过同轴聚焦在一定范围内形成一个连续的焦点组 ,每个焦点的单色光波长对应一个轴向位置。当样品位于焦点范围内时,样品表面会聚焦后的光反射回去,这些反射回来的光再经过与镜头组焦距相同的聚焦镜再次聚焦后通过狭缝进入控制箱中的单色仪。因此,只有位于样品表面的焦点位置才能聚焦在狭缝上,单色仪将该波长的光分离出来,由控制箱中的光电组件识别并获取样品的轴向位置。采用高数值孔径的聚焦镜头可以使传感器达到较高分辨率,满足薄膜厚度分布测量要求。光谱共焦透镜组设计和性能优化是光谱共焦技术研究的重要内容之一。
根据对光谱共焦位移传感器原理的理解和分析,可以得出理想的镜头应具备以下性能:首先,产生较大的轴向色差,通常需要对镜头进行消色差措施,而该传感器需要利用色差进行测量,需要将其扩大化 ;其次,产生轴向色差后,焦点在轴上会因单色光的球差问题而导致光谱曲线响应的FWHM(半峰全宽)变大,影响分辨率;同时,为确保单色光在轴上汇聚到单一点,需要控制其球差;为保证传感器的线性度并平衡其各聚焦位置的灵敏度,焦点位置应尽量与波长成线性关系。光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料的性能测试和分析;防水型光谱共焦经销批发
光谱共焦技术具有很大的市场潜力。新型光谱共焦定做
光谱共焦传感器通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面上来工作。透镜的排列方式是通过控制色差(像差)将白光分散成单色光。每个波长都有一定的偏差(特定距离)进行工厂校准。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。经过共焦孔径从目标表面反射回来的光进入光谱仪进行检测和处理。在整个传感器的测量范围内,实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸,通常小于10微米。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔内壁面,以及测量窄孔、小间隙和空腔 。新型光谱共焦定做