光谱共焦位移传感器与激光位移传感器的对比:
激光三角反射法位移传感器光谱共焦位移传感器(光谱共焦传感器)遮挡阴影的影响
高度变化映射到传感器像位移,根据三角函数计算出高度距离。图中阴影部分是测量盲区。
光线是从四面八方照射过来的,即使大部分的光线被阻挡,只要有一小部分返回,照样可以测量,甚至能测量其它方法无法测量的小孔和槽底部。一个光谱共焦传感器可以起4个从不同方向照射的激光位移传感器的作用。透明体和镜面被测物的影响
ERT多通道色散共焦传感器
多路复用传感器特点:
有2路CCS PRIMA2或4路通道CCS PRIMA4光谱共焦传感器供选择; 较高采样频率可达2000HZ;
多路复用通道:同时可以把所有传感器连接到控制器上,但一次只能有一个在使用,通道切换时间<400ms;
双通道传感器
1、表中给出的数值是典型值,LHCLO,LHCL2,LHCL3,LHCL4有±3%的偏差;LHCL1,LHCL5,LHCL6有±6%的偏差;
2、较大可测倾角是指针对镜面反射表面时的极限角度值。漫反射表面的较大可测倾角可达87;
3、在量程中间位置时的光斑尺寸,靠量程近端光斑更小,靠量程远端光斑更大,从中心分别到近端远端差异10%左右;
4、光度收集率是指由不同的测头测量同一样品收集的能量,是相对单位量,此表中的数值为典型值。测量高度反射的样品时,选择低光度收集率的型号,为了 避免饱和,测量扩散或低反射的样品时,选择具有高光度收集率型号,以避免一个非常低的信号与噪声比例;
5、轴向分辨率RMS是对静止样品测得的噪声电平。在量程的中心,以较佳的速率进行测量,内部的平均分别设定为1-10。此参数为校准后立即测量,并对应交付每个传感器的校准证书;
6、精度是由1nm精度的编码器做比较校准,由所述传感器测量距离时,在整个测量范围内的较大误差。使用以下设置:自动适应LED模式,较优的速度,倾角为0。,内部平均=测量值/10。此参数为校准后立即测量,并*每个传感器的校准证书交付;
7、较小可测量的Ra的精度取决于样品的恃性,表中所给的值是典型的;
8、在较佳的速度下,测量范围的中心,测量的典型值,不加平均。折射率=1.5个样本(测量空气间隙应除以1 5的厚度时);
9、可测半径为测头直径加工作距离。
注:以上参数如有变化,恕不另行通知。
光谱共焦传感器在设计色散镜头时,除了要考虑其轴向色差外,还要考虑如下因素:
1)增大物方数值孔径可以提高分辨率;
2)增大像方数值孔可以提高光源利用率;
3)减小系统球差可以提高精度;
4)系统结构要易于装配和调整。 以上这些因素是相互制约的,增大数值孔径的同时系统球差也随之变大,如果要校正球差系统,结构就会变得复杂,所以色散镜头设计的目的是用较少的透镜达到较理想的效果。光谱共焦位移传感器的光学系统可以看成两个部分,一部分是消色差场镜,它的焦点在光源处,把点光源准直成平行光,另一部分为色散物镜,它的作用是把不同波长的平行光聚焦在轴上的不同位置,形成光谱色散,而消色差透镜和非球面透镜正好可以起到这样的作用。
由于系统要分析反射回光纤的光谱光强分布情况,所以对共焦过程进行了模拟,在仿真过程中,将平面镜置于焦面处,使通过光学系统的光经过平面镜反射后又回到光学系统,并成像在光源位置。通过观察像面处的点列图发现,当平面镜设置在不同波长的焦面处时,聚焦波长在像面处的弥散斑较小,而其他波长的弥散斑较大。平面镜设置在 550 nm 波长焦面处时像面上的点列图,其中 550 nm 波长的弥散斑直径为41.4 μm,小于光纤纤芯直径,而 400 nm 波长的弥散斑直径为 2 311.46 μm,远大于光纤纤芯直径。为了更准确地分析光纤纤芯直径对共焦系统的滤光情况,将光纤端面离散为间距 1 nm 的均匀分布点光源,并假设弥散斑与光纤纤芯重叠的部分为可以进入光纤的光。
光谱共焦法
是利用波长信息测量距离的。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。每一个波长的焦点都对应一个距离值。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焦点的波长,换算获得距离值。光谱共焦法的光谱共焦原理可以保证即使被测物存在倾斜或者翘曲,也可以进行高精度的测量,测量点不会改变。
光谱共焦位移传感器 CDS-200 广泛应用于物体位移、振动、形变、透明体厚度等各种高精度非接触式测量。
光谱共焦位移传感器 CDS-200 典型应用:
精确定位 LAMOST光纤定位,平面的定位等
旋转体跳动测量 机床主轴跳动 球面镜旋转跳动等
透明体厚度测量 玻璃厚度,透镜厚度,膜厚,水膜厚度等
轮廓/3D形貌测量 透镜轮廓扫描,磨损量测量,3D形貌扫描等
微位移振动测量 压电驱动器微位移振动测量,磁致伸缩位移,生物力学形变
在线检测
高测量速度和开放的接口,可以应用于生产线相关的检测或控制系统
色散原理具有**高的耐表面性,高光洁表面也可以稳定检测
ERT的白光同轴共焦光谱检测技术让我们进入纳米级的测量领域
产品的*特性能
1. 产品原理:全新的光谱共焦原理,可测量距离和厚度;
2. 任何材质和表面:包括镜面、玻璃、陶瓷、半导体、高光金属等表面均可进行纳米级测量;
3. **高精度测量:较小线性度可达0.03μm,较高分辨率为0.3 nm;
4. 从100μm-42 mm的可选量程;
5. **高采样频率:2K-60KHz,用于生产线,替代人工并提高合格率;
6. 测量范围较广,几乎无死角,解决激光三角法测量无法回避的因表面材质变化或倾斜而导致测量误差等问题,较大可测倾角87度;
7. 可进行透明工件(LCD、LCM、手机摄像头等)多层厚度的精确测量,较小可测量厚度为400 nm;
8. 可用于实验室的2D轮廓测量、3D微观形貌分析、表面粗糙度测量,到工业在线检测、自动化控制等。