在实践中,光谱共焦位移传感器可用于很多方面,如:利用独特的光谱共焦测量原理,凭借一只探头就可以实现对玻璃等透明材料进行精确的单向厚度测量。透明材料上表面及下表面都会形成不同波长反射光,通过计算可得出透明材料厚度。光谱共焦位移传感器有效监控药剂盘以及铝塑泡罩包装的填充量。可以使传感器完成对被测表面的精确扫描,实现纳米级的分辨率。光谱共焦传感器可以单向对试剂瓶的壁厚进行测量,而且对瓶壁没有压力。可通过设计转向反射镜实现孔壁的结构检测及凹槽深度的测盘。(创视智能已推出了90°侧向出光版本探头,可以直接进行深孔和凹槽的测量)光谱共焦传感器用于层和玻璃间隙测且,以确定单层玻璃之间的间隙厚度。光谱共焦位移传感器的测量精度和稳定性受到光源、光谱仪和探测器等因素的影响。有哪些光谱共焦精度
具有1 mm纵向色差的超色差摄像镜头,拥有0.4436的图象室内空间NA和0.991的线形相关系数R²。这个构造达到了原始设计要求,表现出了光学性能。在实现线性散射方面,有一些关键条件需要考虑,并且可以采用不同的优化方法来完善设计。首先,线性散射的完成条件是确保摄像镜头的各光谱成分具有相同的焦点位置,以减少色差。为了满足这一条件,需要采用精确的光学元件制造和装配,以确保不同波长的光线汇聚在同一焦点上。此外,使用特殊的透镜设计和涂层技术也可以减小纵向色差。在优化设计方面,一类方法是采用非球面透镜,以更好地校正色差,提高图象质量。另一类方法包括使用折射率不同的材料组合,以控制光线的传播和散射。此外,可以通过改进透镜的曲率半径、增加光圈叶片数量和设计更复杂的光学系统来进一步提高性能。总结而言,这项研究强调了高线性纵向色差和高图象室内空间NA在超色差摄像镜头设计中的重要性。这个设计方案展示了光学工程的进步,表明光谱共焦位移传感器的商品化生产制造将朝着高线性纵向色差、高图象室内空间NA的趋势发展,从而提供更精确和高性能的成像设备,满足了不同领域的需求。小型光谱共焦原理光谱共焦位移传感器具有高灵敏度和迅速响应的特点,可以实现实时测量和监测。
光谱共焦测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。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。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差(特定距离)。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪,该光谱仪检测并处理光谱变化。漫反射表面和镜面反射表面都可以使用共焦原理进行测量。共焦测量提供纳米分辨率并且几乎与目标材料分开运行。在传感器的测量范围内实现了一个非常小的光斑尺寸。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面,以及测量窄孔、小间隙和空腔。
采用对比测试方法,首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核,为了便于比较,将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。结果得出,二者的低阶轮廓整体相似,局部的轮廓信息存在一定的偏差,原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外,白光共焦光谱的信噪比较原子力低,这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。从靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线中可以看出,在模数低于100的功率谱范围内,两种方法的测量结果一致性较好,当模数大于100时,白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据,这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级,同时,受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响,共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。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。
物体的表面形貌可以基于距离的确定来进行。光谱共焦传感器还可用于测量气缸套的圆度、直径、粗糙度和表面结构。当测量对象包含不同类型的材料(例如塑料和金属)时,尽管距离值保持不变,但反射率会突出材料之间的差异。划痕和不平整会影响反射度并变得更加直观。在检测到信号强度的变化后,系统会创建目标及其精细结构的精确图像。除了距离测量之外,另一种选择是使用信号强度进行测量,这可以实现精细结构的可视化。通过恒定的曝光时间,可以获得关于表面评估的附加信息。该传感器具有高精度、高灵敏度、高稳定性等特点,适用于微纳尺度的位移变化测量。点光谱共焦的原理
光谱共焦技术可以对材料表面和内部进行非接触式的检测和分析;有哪些光谱共焦精度
光谱共焦位移传感器可以嵌入2D扫描系统进行测量,提供有关负载表面形貌的2D和高度测量数据。它的创新原理使传感器能够直接透过透明工件的前后表面进行厚度测量,并且只需要使用一个传感器从工件的一侧进行测量。相较于三角反射原理的激光位移传感器,因采用同轴光,所以光谱共焦位移传感器可以更有效地测量弧形工件的厚度。该传感器采样频率高,体积小,且带有便捷的数据接口,因此很容易集成到在线生产和检测设备中,实现线上检测。由于采用超高的采样频率和超高的精度,该传感器可以对震动物体进行测量,同时采用无触碰设计,避免了测量过程中对震动物体的干扰,也可以对复杂区域进行详细的测量和分析。有哪些光谱共焦精度