国产光谱共焦应用

表面粗糙度是指零件在加工过程中由于不同的加工方法、机床与刀具的精度、振动及磨损等因素在工件加工表面上形成的具有较小间距和较小峰谷的微观水平状况，是表面质量的一个重要衡量指标，关系零件的磨损、密封、润滑、疲劳、研和等机械性能。表面粗糙度测量主要可分为接触式测量和非接触式测量。触针式接触测量容易划伤测量表面、针尖易磨损、测量效率低、不能测复杂表面，而非接触测量相对而言可以实现非接触、高效、在线实时测量，而成为未来粗糙度测量的发展方向。目前常用的非接触法主要有干涉法、散斑法、散射法、聚焦法等。而其中聚焦法较为简单实用。采用光谱共焦位移传感器，搭建了一套简易的测量装置，对膜式燃气表的阀盖粗糙度进行了非接触的测量，以此来判断阀盖密封性合格与否，取得了一定的效果。基于光谱共焦传感器，利用其搭建的二维纳米测量定位装置对粗糙度样块进行表面粗糙度的非接触测量，并对测量结果进行不确定评定，得到 U95 为 13.9%。光谱共焦技术的研究和应用将推动中国科技事业的发展；国产光谱共焦应用

随着机械加工水平的不断发展，各种微小而复杂的工件都需要进行精确的尺寸和轮廓测量，例如测量小零件的内壁凹槽尺寸和小圆角。为避免在接触测量过程中刮伤光学表面，一些精密光学元件也需要进行非接触式的轮廓形貌测量。这些测量难题通常很难用传统传感器来解决，但可以使用光谱共焦传感器来构建测量系统。通过二维纳米测量定位装置，光谱共焦传感器可以作为测头，以实现超精密零件的二维尺寸测量。使用光谱共焦位移传感器，可以解决涡轮盘轮廓度在线检测系统中滚针涡轮盘轮廓度检测的问题。在进行几何量的整体测量过程中，还需要采用多种不同的工具和技术对其结构体系进行优化，以确保几何尺寸的测量更加准确。国产光谱共焦制造公司光谱共焦技术的精度可以达到纳米级别。

高像素传感器的设计取决于对焦水平和图像室内空间NA的要求。同时，在光谱共焦位移传感器中，屏幕分辨率通常采用全半宽来进行精确测量。高NA可以降低半宽，提高分辨率。因此，在设计超色差摄像镜头时，需要尽可能提高NA。高图像室内空间NA可以提高传感器系统的灯源使用率，并允许待测表面在相对大的角度或某些方向上倾斜。但是，同时提高NA也会导致球差扩大，并增加电子光学设计的优化难度。传感器的检测范围主要取决于超色差镜片的纵向色差。因为光谱仪在各个波长的像素应该是一致的，如果纵向色差与波长之间存在离散系统，这种离散系统也会对传感器的像素或灵敏度在不同波长上造成较大的差别，从而损害传感器的特性。通过使用自然散射的玻璃或者衍射光学元件(DOE)可以形成足够强的色差。然而，制造难度和成本相对较高，且在可见光范围内透射损耗也非常高。

随着精密仪器制造业的发展，对工业生产测量的精度和适应性要求越来越高，需要具有高精度、适应性强和实时无损检测等特性的位移传感器。光谱共焦位移传感器的问世解决了这个问题，它是一种非接触式光电位移传感器，可达到亚微米级甚至更高的测量精度。传感器对于杂光等干扰光线并不敏感，具有较强的抵抗能力，适应性强，且具有小型化的特点，应用前景广阔。光学色散镜头是光谱共焦位移传感器的重要组成部分之一，其性能参数对于位移传感器的测量精度和分辨率具有决定性作用。光谱共焦位移传感器可以实现对材料的变形过程进行精确测量，对于研究材料的变形行为具有重要意义。

光谱共焦传感器使用复色光作为光源，可以达到微米级精度，并具备对漫反射或镜反射被测物体的测量功能。此外，光谱共焦位移传感器还可以实现对透明物体的单向厚度测量，其光源和接收光镜为同轴结构，避免光路遮挡，适用于直径4.5mm及以上的孔和凹槽的内部结构测量。在测量透明物体的位移时，由于被测物体的上下两个表面都会反射，而传感器接收到的位移信号是通过其上表面计算出来的，从而可能引起一定误差。本文通过对平行平板位移测量的误差分析，探讨了这一误差的来源和影响因素。光谱共焦厚度检测系统可以实现厚度的非接触式测量。国产光谱共焦应用

光谱共焦位移传感器具有非接触式测量的优势，可以在微观尺度下进行精确的位移测量。国产光谱共焦应用

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。国产光谱共焦应用