黄冈色散共焦传感器 蓝海精密

色散共焦位移传感器由光源射出一束宽光谱的复色光（呈白色），通过色散镜头发生光谱色散，在一条轴线上形成一系列不同波长的单色光，每一个波长都对应一个到被测物体的距离值。物体表面将照射光反射回来，通过共聚焦小孔过滤，只有满足共焦条件的单色光，可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的波长，换算获得距离值。
色散共焦位移传感器从诞生到现在已经有约20年历史，是一种新型的**高精度和**高稳定性的非接触光学位移传感器。


色散共焦位移传感器由光源射出一束宽光谱的复色光（呈白色），通过色散镜头发生光谱色散，形成不同波长的单色光，每一个波长都对应一个到被测物体的距离值。测量光射到物体表面被反射回来，只有满足共焦条件的单色光，可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的波长，换算获得距离值。
基于一个创新的光学原理，利用空间的色散光谱（STIL的发明和**），色散共焦位移传感器可以对几乎任何材料进行高精度的测量。
几乎所有工业部门的应用，都可以将它作为计量或实验室研究用的高精度测量仪器，或生产线的质量控制工具。
色散共焦位移传感器有不同量程，测量和检测设备带有的简单的接口，可以提供DLL /动态链接库。

为了得到上述特殊的色差，需要在色散共焦传感器探头内使用若干特殊透镜，用来根据所需量程将光线分解。最后使用一个凸透镜，将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上，形成所谓的焦点轴线。如果不使用凸透镜，色散共焦传感器探头射出的光将分散开来，测量也就无法进行了。

色散共焦传感器
混色光是由众多不同波长光线组成的，我们称之为光谱。所有不同波长的可见光重叠在一起，形成白光。人类肉眼可见光的波长范围从400nm (蓝光)到700nm (红光)。通过透镜，不同颜色的光不会聚焦到同一个点上。这种现象称为色差透镜错误或者叫色差透镜偏差。


众所周知，自然界的日光属白光一种，白光不是较纯洁的光，而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生，而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料（透镜）对于不同单色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小（这也是不同望远镜所谓的色差不同的原因），同一薄透镜对不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上（不同的单色光的波长是不同的）这样成像就产生了所谓色差透镜错误。色差透镜错误使成像产生色斑或晕环。在摄影器材中，应通过特殊处理，尽量消减色差透镜错误导致的成像问题。常用的消除方法有双胶合系统与双分离系统。


色散共焦传感器在整个量程上，共可以得到**过30,000个测量点。这里只计算光线波长，用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量结果。

这意味着，无论有多少反射光从被测物体反射回来，测量的距离结果可能是不变的。因为反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。因此，采用东莞市蓝海精密检测设备科技有限公司的色散共焦传感器，即使被测物体是强吸光材料，如黑色橡胶；或者是透明材料，如玻璃或者液体，都可以进行正常可靠的测量。
色散共焦传测量技术的优点是如何应用在工业制造当中的：
1、光谱信息处理的较终目的是为了得到峰值波长，但是光纤耦合器的内部回光、光源光强分布的不均匀、CCD 对不同波长光响应程度的不同、系统的噪声等因素都会对谱峰定位造成影响，需要进行预处理后再用适当的算法提取峰值波长。
2、在光谱仪中得到的光谱信息包括光纤内部返回的背景光和从被测物表面返回的信号光。为了得到有用的信号光，首先需要对背景光进行采集，然后从光谱仪得到的数据中减去背景光。此外还要考虑光源光谱光强分布不均匀的影响。
3、另外由于色散共焦传感器在各个环节都会产生随机噪声，所以需要进行光谱去噪，常用的光谱去噪方法有中值滤波、小波函数滤波等，比较了不同的滤波方法后，较终选择了用 db6 小波进行 6 次分解强制消噪，因为色散共焦传感器经过其滤波处理后谱峰定位的重复性较好。

色散共焦传感器比其他激光传感器的优势：
1、色散共焦传感器稳定量测各类材质，例如金属/陶瓷/镜面/玻璃等。
2、色散共焦传感器适用于各种形貌（包含深孔/斜面/弧面）之特征尺寸量测，例如高度/段差/厚度/平面度/轮廓度等。
3、色散共焦传感器高温高压等严苛操作条件下亦能适应正常使用。
4、色散共焦传感器测头结构轻巧，易整合于各行业之自动化测量应用。
5、色散共焦传感器结构轻巧且内部不含电子零件而不受环境干扰影响。
6、色散共焦传感器*特多层材质量测算法,可量测透明／半透明多层材质间之厚度或间隙。
什么是色散共焦传感器的色散共焦测量技术：

1、伴随着精密制造业的发展，对精密测量技术的要求越来越高。位移测量技术作为几何量精密测量的基础，不仅需要**高测量精度，而且需要对环境和材料的广泛适应性，并且逐步趋于实时、无损检测。与传统接触式测量方法相比，色散共焦传感器具有高速度，高精度，高适应性等明显优势。
2、混色光是由众多不同波长光线组成的，我们称之为光谱。所有不同波长的可见光重叠在一起，形成白光。人类肉眼可见光的波长范围从400nm (蓝光)到700nm (红光)。通过透镜，不同颜色的光不会聚焦到同一个点上。这种现象称为色差透镜错误或者叫色差透镜偏差。
3、自然界的日光属白光一种，白光不是较纯洁的光，而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生，而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料（透镜）对于不同单色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小。
4、光学材料（透镜）对于不同单色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小，同一薄透镜对不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上。色散共焦传感器不会有色素差。

色散共焦传感器的高效、稳定测量
★ 点、线、面三种测量模式，应对从简单到复杂的测量任务
★ 2D轮廓测量，包含长宽高、角度和台阶高度等十余项
★ 3D形貌测量，包含体积、表面积、翘曲度和腐蚀分析等
★ 符合国际ISO25178标准的面粗糙度测量分析

色散共焦传感器的纳米级分辨率与测量精度
★ 17nm垂直分辨率，获得更多表面细节
★ 较高1μm横向分辨率，更多采样值带来更精确的分析结果
★ 较高14nm测量头精度，输出可信赖的测量数据

色散共焦传感器的主流微观几何测量功能
★ 利用同轴光在表面聚焦，解决透明、反光表面测量难题


随着国内经济的发展及国外市场的广泛需求，玻璃器皿玻璃杯、玻璃花瓶等器皿类产品市场发展面临巨大机遇和挑战。明料类产品辅以各种装饰，造型变化多，色彩及款式丰富，产品较轻盈，产品流线性好，明显流露出美感，产品自身设计能够紧跟市场消费的时尚潮流，能够给消费者较多的选择，能够较大限度满足个性化消费主张。同时对玻璃器皿产品品质也有了较高的要求，如产品厚度、椭圆度、垂直度、外形尺寸、重量等。

较以往的品质检测方式，诸多生产商采用人工视角观察检验，厚度则采用机械式卡规测厚，如右图所示。


卡规式测量的优点是便于测量，人工观察直观。其缺点是造型较复杂的玻璃器皿卡规无法塞入测量；其检测速度慢，检测结果单一。尽而大华玻璃实业有限公司引入超声波检测方法。超声波检测需要耦合剂来测量，其潜在的问题是增加耗材，会污染玻璃器皿表面。在玻璃器皿检测完成后需要增加清洗工序，大批量生产检测速度慢等缺点。


该设备采用色散共焦传感器的原理，对玻璃器皿厚度进行检测，检测精度高达0.01mm。采用伺服驱动电机控制的动作的，来检测玻璃器皿的被测量点，*360度准确的检测出玻璃器皿的厚度、椭圆度、垂直度偏差。采用称重传感器，对被测件进行称重检验。最后通过数量通信，准确的显示到屏幕上，并与设定的允许偏差范围进行比对，给出合格与否的判断。


在未来社会持续不断发展的情况下，自动化设备将是未来玻璃器皿生产先进工业体系发展中所存在的核心，而随着大量自动化技术的应用，更多自动化的生产设备、检测设备（色散共焦传感器的测量技术）、包装设备必将助力大华玻璃实业必然会朝着更高效、更节能、更环保、更先进、低成本、高品质的方向发展，这对于维持企业效益，占有市场地位来说，都将起到至关重要的作用。
东莞蓝海ERT色散共焦传感器测量技术将在工业自动化中发挥重要作用。