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項(xiàng)目案例 Case
Case 激光位移

光譜共焦位移傳感器用于精密圓盤銷組件的檢測(cè)

日期： 2022-02-22
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一家英國(guó)的工程和測(cè)試公司在自動(dòng)組裝和測(cè)試機(jī)器上安裝了光譜共焦位移傳感器，用于檢查精密圓盤銷組件的對(duì)齊情況，該組件是汽車噴油器閥的一部分。這些高精度共焦位移傳感器能夠在2微米的間隙內(nèi)測(cè)量圓盤銷組件的對(duì)齊情況。


光譜共焦位移傳感器用于精密圓盤銷組件的檢測(cè)

自動(dòng)化組裝測(cè)試機(jī)


該公司總部位于科爾切斯特，有著廣泛的合作客戶群體，包括主流汽車生產(chǎn)到一級(jí)方程式車隊(duì)。為測(cè)試和測(cè)量客戶的產(chǎn)品需要極高的清潔度，該公司開發(fā)了各種過(guò)程中和無(wú)塵室高壓清洗裝置，專門從事液壓、氣動(dòng)和泄漏測(cè)試、高精度裝配技術(shù)等。

正如該公司給的工程總監(jiān) Steve House 所說(shuō)：“我們的客戶要求的高精度意味著在測(cè)量技術(shù)方面，我們的機(jī)器和測(cè)試臺(tái)必須配備最好的傳感器和測(cè)量設(shè)備。”

“最近，我們的一位客戶要求我們檢查汽車噴油器閥銷總成的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)誤差在幾微米以內(nèi)?；旧?，我們開發(fā)的組裝機(jī)將兩個(gè)部件壓在一起一個(gè)直徑為 15 毫米的閥盤到一個(gè)直徑為 2 毫米的噴油器銷上，并檢查這些部件是否在機(jī)械上對(duì)齊到 ±2 微米的設(shè)定間隙，這是至關(guān)重要的以確保閥門自由移動(dòng)。因此，我們需要一個(gè)比這更精確的位移傳感器，”他繼續(xù)說(shuō)道。


House 說(shuō)，在此之前，客戶一直在使用安裝在潔凈室的高端激光測(cè)量設(shè)備檢查對(duì)齊情況，每個(gè)組件大約需要十分鐘才能完成必要的對(duì)齊檢查，這太長(zhǎng)了。“因此，客戶要求我們開發(fā)一種特殊用途的測(cè)試和組裝機(jī)器，以減少校準(zhǔn)檢查所需的時(shí)間。現(xiàn)在，我們使用機(jī)器人搬運(yùn)系統(tǒng)將閥門、閥瓣和銷組件轉(zhuǎn)移到專用自動(dòng)裝配機(jī)中。為了避免由于移動(dòng)機(jī)器人的振動(dòng)引起的任何測(cè)量干擾，我們將光譜共焦位移傳感器安裝在單獨(dú)的框架和支架上，盡管仍然靠近要測(cè)量的部件。該機(jī)器現(xiàn)已經(jīng)過(guò)全面測(cè)試和驗(yàn)證。

該公司也考慮過(guò)替代位移傳感器，包括基于激光的版本，但正如 Steve House 解釋的那樣，“這些容易受到被測(cè)金屬部件上存在的油薄膜以及潮濕環(huán)境的干擾操作所需的傳感器。使用光譜共焦傳感器，我們沒有任何以上這些問(wèn)題。此外，共焦傳感器在高反射、拋光金屬部件上也能很好地工作。”

非接觸式共焦位移傳感器，該傳感器能夠在閃亮、高反射率的金屬表面上進(jìn)行測(cè)量，還可以提供機(jī)器所需的極高測(cè)量精度。

正如 Steve House 總結(jié)的那樣：“我們?cè)谶@個(gè)項(xiàng)目中學(xué)到了很多關(guān)于光譜共焦位移傳感器的知識(shí)。我們從中獲得的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)將為我們未來(lái)的客戶項(xiàng)目提供很好的支持，特別是在需要對(duì)閃亮、高反射金屬部件進(jìn)行高精度測(cè)量的情況下。”

光譜共焦傳感器專為需要最高精度的測(cè)量任務(wù)而設(shè)計(jì)，通常是研發(fā)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療、半導(dǎo)體制造、玻璃生產(chǎn)和塑料加工。除了對(duì)高反射、有光澤的金屬部件進(jìn)行距離測(cè)量外，這些傳感器還可用于測(cè)量深色、漫射材料，以及透明薄膜、板或?qū)拥膯蚊婧穸葴y(cè)量。傳感器還受益于較大的間隔距離（高達(dá) 100 毫米），從而為用戶在使用傳感器的各種應(yīng)用方面提供更大的靈活性。此外，傳感器的傾斜角度已顯著增加，這在測(cè)量變化的表面特征時(shí)提供了更好的性能。

光譜共焦測(cè)量原理

光譜共焦測(cè)量原理通過(guò)使用多透鏡光學(xué)系統(tǒng)將多色白光聚焦到目標(biāo)表面來(lái)工作。透鏡的排列方式是通過(guò)控制色差（像差）將白光分散成單色光。工廠校準(zhǔn)為每個(gè)波長(zhǎng)分配了一定的偏差（特定距離）。只有精確聚焦在目標(biāo)表面或材料上的波長(zhǎng)才能用于測(cè)量。從目標(biāo)表面反射的這種光通過(guò)共焦孔徑到達(dá)光譜儀，該光譜儀檢測(cè)并處理光譜變化。漫反射表面和鏡面反射表面都可以使用共焦彩色原理進(jìn)行測(cè)量。


共焦測(cè)量提供納米分辨率并且?guī)缀酹?dú)立于目標(biāo)材料運(yùn)行。在傳感器的測(cè)量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非常小的、恒定的光斑尺寸。微型徑向和軸向共焦版本可用于測(cè)量鉆孔或鉆孔的內(nèi)表面，以及測(cè)量窄孔、小間隙和空腔。
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  • 5
    2023 - 12 - 08
    隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，傳感器技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在音響設(shè)備的振動(dòng)頻率測(cè)量方面。為了解決傳統(tǒng)多普勒激光振動(dòng)測(cè)量?jī)x在成本上的投入問(wèn)題，我們引入了一種低成本且高精度的解決方案--我們的高精度高速激光位移傳感器LTP080系列。LTP080系列是一款卓越的激光位移傳感器，它具有最高160K赫茲的采樣頻率，可以輕松處理100赫茲以下的低頻振動(dòng)測(cè)量。這使得它非常適合在音響設(shè)備的振動(dòng)頻率測(cè)量中使用。首先，必須將激光位移傳感器準(zhǔn)確地定位在音響設(shè)備的振動(dòng)部分。然后，啟動(dòng)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。傳感器將會(huì)收集音響設(shè)備振動(dòng)的位移數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)微積分運(yùn)算計(jì)算得出速度信息。然后，再對(duì)速度數(shù)據(jù)進(jìn)行二次微積分運(yùn)算，便可獲取加速度信息。這樣，我們便可以通過(guò)經(jīng)濟(jì)的方式獲得音響設(shè)備的振動(dòng)速度和加速度信息，無(wú)需購(gòu)買昂貴的多普勒激光振動(dòng)測(cè)量?jī)x。值得注意的是，這種測(cè)量方式并不完美。它需要通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算將位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為速度和加速度信息，并且對(duì)于高頻振動(dòng)測(cè)量可能存在局限性。然而，正是這種方法的低成本和高精度特性，使其在音響設(shè)備振動(dòng)頻率測(cè)量方面發(fā)揮了非凡的作用。此外，激光位移傳感器還有其他一些優(yōu)點(diǎn)，例如強(qiáng)大的抗干擾能力，可以適應(yīng)各種環(huán)境條件，包括高溫、低溫、濕熱等環(huán)境，以及不受照射材料、顏色及表面粗糙度的影響等。總的來(lái)說(shuō)，LTP080系列高速激光位移傳感器在音響設(shè)備的振動(dòng)頻率測(cè)量中的應(yīng)用，提供了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠且準(zhǔn)確的解決...
  • 6
    2023 - 02 - 20
    1、激光位移傳感器在輪胎轉(zhuǎn)速測(cè)量中有重要作用。通常，一臺(tái)汽車的輪胎都包含有激光位移傳感器，它可以準(zhǔn)確地測(cè)量出車輪的輸出速度。該傳感器利用輪胎上繞著水平或垂直線的激光點(diǎn)來(lái)測(cè)量輪胎行駛距離和變速器輸出轉(zhuǎn)速，從而確定變速比。此外，它還能準(zhǔn)確地測(cè)量車輪上的前后運(yùn)動(dòng)，特別是對(duì)于汽車行駛的直線行駛和轉(zhuǎn)彎的控制都有著重要的作用。2、激光位移傳感器在防撞技術(shù)中也得到了廣泛應(yīng)用。它通常會(huì)被安裝在前臉和側(cè)面，通過(guò)測(cè)量前臉物體和周圍物體的距離來(lái)調(diào)整外防撞車身和限速 門控駕駛，從而有效地防止汽車發(fā)生碰撞，保護(hù)汽車行駛的安全。 3、激光位移傳感器在停車技術(shù)中也得到了廣泛應(yīng)用。它不僅可以測(cè)量汽車行駛距離、角度和速度，還可以準(zhǔn)確地記錄汽車在停車時(shí)的位置，并在遇到障 害的情況下立即觸發(fā)保護(hù)電路或自動(dòng)脫離，從而避免發(fā)生碰撞事故。 4、激光位移傳感器也被廣泛用于汽車行駛輔助系統(tǒng)中，它可以準(zhǔn)確地測(cè)量出汽車行駛距離、方向及車速， 為汽車駕駛員提供實(shí)時(shí)信息，以增加駕駛操控質(zhì)量，幫助駕駛員進(jìn)行準(zhǔn)確的行駛安排和調(diào)整。 5、激光位移傳感器也在汽車懸掛系統(tǒng)中得到應(yīng)用，它可以測(cè)量每個(gè)車輪的距離及方向，并建立一個(gè)三維的實(shí)時(shí)圖像 。這種三維的實(shí)時(shí)圖像可以非常準(zhǔn)確地反映出汽車懸掛系統(tǒng)的表現(xiàn)，從而使汽車行駛的平穩(wěn)性和操控性都大大提高。6、激光位移傳感器還可用于汽車智能輔助駕駛系統(tǒng)中， 這種系統(tǒng)結(jié)合了導(dǎo)航、安全顯...
  • 7
    2024 - 11 - 24
    樣品檢查報(bào)告書添加圖片注釋，不超過(guò) 140 字（可選）□ 全部可檢出 □ 全部可檢出（存在過(guò)度判定） ■ 部分可檢出（6個(gè)孔中有2個(gè)可檢出） □ 不可檢出 □ 需要追加檢查檢查結(jié)果】由于未收到客戶對(duì)于本次檢查對(duì)象孔洞的判定結(jié)果，我們已通過(guò)?視確認(rèn)將可?的劃痕作為缺陷進(jìn)?了檢測(cè)。在6個(gè)被檢孔洞中，有2個(gè)孔洞通過(guò)?視檢測(cè)到了可?的劃痕。剩余的4個(gè)孔洞，?論是通過(guò)?視還是數(shù)據(jù)分析，均未發(fā)現(xiàn)劃痕或其他缺陷，因此未檢出。（請(qǐng)參考第5?及之后的成像數(shù)據(jù)）【制造商意?】請(qǐng)客戶也確認(rèn)本次檢測(cè)出的缺陷部位是否符合缺陷規(guī)格，即這些是否確實(shí)為應(yīng)檢出的缺陷。另外，在檢測(cè)出缺陷的第②和第⑤個(gè)?作件中，還存在對(duì)?缺陷部位的誤檢。如果是在清洗前的狀態(tài)下進(jìn)?檢查，由于污垢的附著，可能會(huì)導(dǎo)致難以捕捉到真正的缺陷部位，或者像本次?樣，將污垢誤判為缺陷。因此，如果考慮引?系統(tǒng)進(jìn)?檢測(cè)，請(qǐng)考慮將其安排在清洗后的?序中進(jìn)?。此外，關(guān)于④A和④B兩個(gè)孔洞，由于本次提供了切割?作件作為樣本，因此能夠進(jìn)?拍攝。但在正規(guī)產(chǎn)品中，可能會(huì)因?yàn)樘筋^?架等部件的接觸??法進(jìn)?全?度的檢查?？紤]到實(shí)際的檢查環(huán)境，我們認(rèn)為有必要評(píng)估在產(chǎn)品狀態(tài)下進(jìn)?檢查的可?性。（詳情請(qǐng)參閱第3?）【后續(xù)推進(jìn)?案】基于本次結(jié)果，如果您考慮引?內(nèi)孔瑕疵檢測(cè)系統(tǒng)，我們?先建議在圖紙上評(píng)估④A和④B部位在產(chǎn)品狀態(tài)下是否可以進(jìn)?檢查，并隨后進(jìn)?n次追加驗(yàn)證（有償）。在...
  • 8
    2020 - 09 - 14
    現(xiàn)如今在很多的行業(yè)里面都離不開激光位移傳感器的應(yīng)用，因?yàn)檫@種特殊激光位移傳感器特點(diǎn)?是能夠?qū)﹂L(zhǎng)度以及方位等來(lái)進(jìn)行高精度的準(zhǔn)確測(cè)量，而且用起來(lái)簡(jiǎn)便且很耐用所以受到了無(wú)數(shù)用戶們的認(rèn)可。而面對(duì)市場(chǎng)上眾多的激光位移傳感器品牌用戶們究竟該怎么去選擇呢？一、根據(jù)需要測(cè)量的目標(biāo)結(jié)構(gòu)與材質(zhì)進(jìn)行選擇激光位移傳感器雖然有著強(qiáng)大的測(cè)量功能，但是對(duì)于測(cè)量的目標(biāo)結(jié)構(gòu)與材質(zhì)也是有著相應(yīng)的需求的，因?yàn)榧す馕灰苽鞲衅鞯臏y(cè)量過(guò)程是需要一個(gè)完整三角光路的，如果被測(cè)量目標(biāo)的表面凹入不平就會(huì)造成三角光路無(wú)法形成，這樣的話自然也就無(wú)法順利的得到測(cè)量數(shù)據(jù)了。如果被測(cè)量目標(biāo)的表面吸光這樣也是無(wú)法形成完整三角光路進(jìn)而無(wú)法完成測(cè)量工作的，因此用戶們?cè)谶x擇激光位移傳感器產(chǎn)品之時(shí)應(yīng)著重考慮到這些問(wèn)題才行。二、根據(jù)參數(shù)指標(biāo)的實(shí)際要求進(jìn)行選擇激光位移傳感器如今在制造業(yè)內(nèi)有著很多的應(yīng)用特別是對(duì)電子行業(yè)更是如此，而在選擇這種產(chǎn)品時(shí)也應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體所需的參數(shù)指標(biāo)的來(lái)進(jìn)行針對(duì)性選擇才行。事實(shí)上這里所說(shuō)的參數(shù)及指包含的面比較廣比如說(shuō)分辨率還有測(cè)量的速率等，因?yàn)閷?duì)零部件生產(chǎn)的要求越是精密那么對(duì)它的要求也自然要更高也只有這樣才能生產(chǎn)制造出真正的好產(chǎn)品。雖然激光位移傳感器功能眾多在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的重要性是很明顯的，但是在選擇激光位移傳感器的時(shí)候還是不能盲目應(yīng)當(dāng)遵循著上述這兩個(gè)方面的原則，只有這樣才能在眾多的激光位移傳感器品牌當(dāng)中順利地找到更能夠滿足自身實(shí)際需...
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激光測(cè)振技術(shù)：旋轉(zhuǎn)機(jī)械檢測(cè)的核心手段 2024 - 12 - 22 在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行過(guò)程中，振動(dòng)情況直接關(guān)乎其性能與安全。激光測(cè)振動(dòng)傳感器憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為該領(lǐng)域不可或缺的檢測(cè)利器。它采用非接觸式測(cè)量，有效避免了對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的物理干擾，確保測(cè)量的精準(zhǔn)性。其高精度的特性，能夠捕捉到極其微小的振動(dòng)變化，為故障診斷提供可靠依據(jù)。廣泛的應(yīng)用范圍涵蓋了電機(jī)、風(fēng)機(jī)、軸承等各類旋轉(zhuǎn)機(jī)械，在能源、化工、機(jī)械制造等眾多行業(yè)都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)數(shù)據(jù)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，預(yù)防設(shè)備故障，保障生產(chǎn)的連續(xù)性與穩(wěn)定性，大大降低維修成本與停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。工作原理：激光與振動(dòng)的深度互動(dòng)激光測(cè)振動(dòng)傳感器基于激光多普勒效應(yīng)工作。當(dāng)激光照射到旋轉(zhuǎn)機(jī)械的振動(dòng)表面時(shí)，由于物體表面的振動(dòng)，反射光的頻率會(huì)發(fā)生多普勒頻移。設(shè)激光源發(fā)射的激光頻率為，物體表面振動(dòng)速度為，激光波長(zhǎng)為，則多普勒頻移可由公式計(jì)算得出。通過(guò)精確測(cè)量多普勒頻移，就能得到物體表面的振動(dòng)速度，進(jìn)而獲取振動(dòng)信息。與傳統(tǒng)測(cè)量原理相比，激光多普勒測(cè)振具有顯著優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法，如壓電式傳感器，需要與被測(cè)物體直接接觸，這不僅會(huì)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的運(yùn)行產(chǎn)生一定干擾，還可能因安裝問(wèn)題影響測(cè)量精度，而且在高速旋轉(zhuǎn)或微小振動(dòng)測(cè)量時(shí)，接觸式傳感器的響應(yīng)速度和精度受限。而激光測(cè)振傳感器采用非接觸式測(cè)量，避免了對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的物理干擾，可實(shí)現(xiàn)高精度、寬頻帶的測(cè)量，適用于各種復(fù)雜工況下的旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)設(shè)置：精準(zhǔn)測(cè)量的基石（一）微型激光多普勒測(cè)...
光譜共焦位移傳感器的那些事兒 2024 - 12 - 22 **光譜共焦傳感器是一種具有高精度、高效以及非接觸等技術(shù)優(yōu)勢(shì)的新型幾何量精密測(cè)量傳感器。以下將對(duì)光譜共焦傳感器進(jìn)行詳細(xì)介紹。****一、光譜共焦傳感器的工作原理**光譜共焦傳感器利用不同波長(zhǎng)的光在被測(cè)物體表面反射后，通過(guò)色散物鏡聚焦在不同位置，從而建立位移和波長(zhǎng)之間的關(guān)系。光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)色散物鏡后，不同波長(zhǎng)的光聚焦在不同的軸向位置。當(dāng)被測(cè)物體處于某一特定波長(zhǎng)的焦點(diǎn)位置時(shí)，該波長(zhǎng)的光被反射回傳感器，通過(guò)成像光譜儀檢測(cè)到該波長(zhǎng)的光，從而確定被測(cè)物體的位置。**二、光譜共焦傳感器的組成部分**1. **光源**：通常為寬光譜光源，能夠提供一定波長(zhǎng)范圍的光。例如，在一些研究中提到的寬光譜光源可以覆蓋特定的波長(zhǎng)范圍，以滿足不同測(cè)量需求。2. **色散物鏡**：是光譜共焦傳感器的關(guān)鍵組成部分之一。它能夠?qū)⒉煌ㄩL(zhǎng)的光聚焦在不同的軸向位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體位置的精確測(cè)量。設(shè)計(jì)色散物鏡時(shí)，需要考慮多個(gè)因素，如測(cè)量范圍、圖像空間數(shù)值孔徑、軸向響應(yīng)等。例如，有研究設(shè)計(jì)的色散物鏡測(cè)量范圍為 2mm，圖像空間數(shù)值孔徑為 0.3，軸向響應(yīng) FWHM 優(yōu)于 5μm，分辨率較高，并且波長(zhǎng)與位移之間的判定系數(shù)優(yōu)于 0.9，線性關(guān)系良好。3. **成像光譜儀**：用于檢測(cè)反射回來(lái)的光，并確定其波長(zhǎng)。在一些研究中，采用棱鏡 - 光柵分光的方式對(duì)成像光譜儀的后端進(jìn)行模擬和分析，消除了成像光譜儀中的譜線彎曲。**三、...
光譜共焦位移傳感器制造技術(shù)詳解 2024 - 12 - 11 摘要光譜共焦位移傳感器是一種高精度、非接觸式的光電位移傳感器，廣泛應(yīng)用于光學(xué)鏡片檢測(cè)、半導(dǎo)體制造、醫(yī)療器械生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域。本文詳細(xì)闡述了光譜共焦位移傳感器的制造技術(shù)，包括生產(chǎn)技術(shù)細(xì)節(jié)、工藝流程以及需要注意的具體事項(xiàng)，為相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)提供參考。引言隨著精密儀器制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量的要求越來(lái)越高。光譜共焦位移傳感器以其高精度、非接觸式、實(shí)時(shí)無(wú)損檢測(cè)等特性，成為解決這一問(wèn)題的有效手段。本文旨在詳細(xì)介紹光譜共焦位移傳感器的制造技術(shù)，包括關(guān)鍵零部件的選擇、生產(chǎn)工藝流程以及制造過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)。一、光譜共焦位移傳感器的基本原理光譜共焦位移傳感器由光源、分光鏡、光學(xué)色散鏡頭組、小孔以及光譜儀等部分組成。傳感器通過(guò)色散鏡頭將位移信息轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)信息，再利用光譜儀進(jìn)行光譜分解，反解得出被測(cè)位移。其中，色散鏡頭作為光學(xué)部分完成了波長(zhǎng)和位移的一一映射，是傳感器的核心部件。二、關(guān)鍵零部件的選擇1. 光源選擇白光LED作為光源，其光譜分布范圍廣泛，能夠滿足不同測(cè)量需求。同時(shí)，白光LED具有壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，適合用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。2. 色散鏡頭色散鏡頭是光譜共焦位移傳感器的關(guān)鍵部件，其性能直接影響傳感器的測(cè)量精度和分辨率。在選擇色散鏡頭時(shí)，需要考慮其軸向色散與波長(zhǎng)之間的線性度、色散范圍以及鏡頭材料等因素。3. 光譜儀光譜儀用于接收通過(guò)小孔的光信號(hào)，并確定其波長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)位移分辨。在選擇...
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