光谱共焦传感器是一种精度可达次微米量级的非接触式位移测量系统,对于表面漫反射或镜反射之物体乃至透明材质皆可测量其位移或厚度,基于出光与回传信号路径同轴之特性,光谱共焦传感器亦适合于 深孔/盲孔工件等量测应用
原理:
光谱共焦传感器乃利用特制彩色编码镜头使可见光产生轴向色散输出,并经由光谱解析器解析共焦回传光波信号,最后透过波长与位移转换曲线计算出工件位移测量值
特点:
? 非接触式光学共焦测量技术, 具有**高分辨率及同光轴回传讯号不会被遮挡之特性
? 光纤传输彩色编码测头设计, 其结构轻巧且内部不含电子零件而不受环境干扰影响
? 采用白光(可见光)光源系统,相较激光光源而言安全防护要求低
? *特多层材质量测演算法, 可测量透明/半透明多层材质间之厚度或间隙
新技术,新可能
使用光谱共焦测量技术,可以得到**高分辨率。纳米级分辨率源于上述经过特殊处理得到的加长光谱范围。由于采用检测焦点的颜色,得到距离信息,光谱共焦传感器可以采用非常小的测量光斑,从而允许测量非常小的被测物体。这也意味着,即使被测表面有非常轻微的划痕,也逃不过光谱共焦传感器的眼睛。
由于光谱共焦传感器的光路非常紧凑和集中,使其非常适合测量钻孔结构。而其他测量方式,如激光三角反射式测量,对于小孔往往无能为力,因为小孔形成的阴影会遮挡反射光的光路,无法进行测量。针对这种小孔测量任务,德国米铱推出了IFS
2402微型光谱共焦传感器探头。这种探头拥有仅4mm的探头直径,可以探入小孔内部进行测量。
另一种非常适合光谱共焦传感器的应用是测
量多层透明材料的厚度。与其他测量方法不同,光谱共焦传感器在测量这种物体时,仅需要一支探头就可以完成测量。测量被测物体前端面和后端面的反射光,从而得到层厚信息。由于测量只使用白光,*额外附加激光安全措施。由于探头本身不含有任何电路,传感器探头还可以被用于有防爆要求的环境或者有电磁干扰要求的环境。而控制器可以被放置于安全距离以外。允许较长50m的光纤连接探头和控制器。但是,需要禁止在光路上存在遮挡物或小颗粒,这会影响测量精度,甚至使测量变得不可完成。由于采用的是光学测量方法,探头到被测物体的距离也有一定限制。