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項(xiàng)目案例 Case
Case 激光位移

基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

日期: 2022-02-22
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摘要:為了提高加工檢測(cè)效率,實(shí)現(xiàn)尺寸形位公差與微觀輪廓的同平臺(tái)測(cè)量,提出一種基于光譜共焦位移傳感器在現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)測(cè)量平臺(tái)上集成表面粗糙度測(cè)量的方法。搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)且在Lab VIEW平臺(tái)上開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的硬件通訊控制模塊,并配套了高斯輪廓濾波處理及表面粗糙度的評(píng)價(jià)環(huán)境,建立了非接觸的表面粗糙度測(cè)量能力。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階、表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊和曲面輪廓樣品進(jìn)行了測(cè)量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該測(cè)量系統(tǒng)具有較高的測(cè)量精度和重復(fù)性,粗糙度參數(shù)Ra的測(cè)量重復(fù)性為0.0026μm,在優(yōu)化零件檢測(cè)流程和提高整體檢測(cè)效率等方面具有一定的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:計(jì)量學(xué);表面粗糙度;光譜共焦;測(cè)量控制;在線集成;輪廓濾波器

1? ? ?引言

表面粗糙度是描述表面微觀輪廓基本特點(diǎn),評(píng)價(jià)產(chǎn)品表面質(zhì)量最常用的參數(shù)之一。在機(jī)械加工、薄膜制備、微納機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)精密加工等領(lǐng)域中,表面粗糙度是評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能的重要指標(biāo)之一。表面粗糙度與加工零部件的摩擦磨損性能、耐腐蝕性能、結(jié)合密封性、抗疲勞能力等存在必然聯(lián)系,進(jìn)而對(duì)零件和制造設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生重要影響。表面粗糙度也是開(kāi)展功能結(jié)構(gòu)部件微觀表面形貌評(píng)價(jià)與表征的重要參數(shù)。

然而,目前在表面粗糙度和微觀輪廓的測(cè)量工業(yè)應(yīng)用中,常見(jiàn)使用的是寶石觸針接觸式輪廓儀和掃描白光干涉輪廓儀等精密設(shè)備。這兩種精密儀器對(duì)使用環(huán)境和條件要求較為嚴(yán)格,不適合用于要求高檢測(cè)效率和在線測(cè)量的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是加工現(xiàn)場(chǎng)最常用的高精度產(chǎn)品尺寸及形位公差檢測(cè)設(shè)備,其具有通用性強(qiáng),精確可靠等優(yōu)點(diǎn)。本文面向一種特殊材料異型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)曲面的表面粗糙度測(cè)量要求,提出一種基于高精度光譜共焦位移傳感技術(shù)的表面粗糙度集成在線測(cè)量方法,利用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常用的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)平臺(tái)執(zhí)行輪廓掃描,并記錄測(cè)量掃描位置實(shí)時(shí)空間橫坐標(biāo),根據(jù)空間坐標(biāo)關(guān)系,將測(cè)量掃描區(qū)域的微觀高度信息和掃描采樣點(diǎn)組織映射為微觀輪廓,經(jīng)高斯濾波處理和評(píng)價(jià)從而得到測(cè)量對(duì)象的表面粗糙度信息。

2? ? ?測(cè)量系統(tǒng)及原理

2.1? ?測(cè)量系統(tǒng)

在線集成表面粗糙度測(cè)量系統(tǒng)是以一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)為平臺(tái)構(gòu)建,其結(jié)構(gòu)由光學(xué)探頭、白光光源、微型光譜儀、光纖、測(cè)量工裝、上位機(jī)控制平臺(tái)等部分組成,見(jiàn)圖1。其中,以光學(xué)探頭、白光光源、微型光譜儀、光纖等為主要元件組成光譜共焦位移傳感系統(tǒng),測(cè)量量程300μm,橫向分辨率為4.5μm,縱向位移測(cè)量精度達(dá)nm級(jí),較好地滿足表面粗糙度測(cè)量對(duì)光探針尺寸和精度的要求。坐標(biāo)測(cè)量平臺(tái)利用其高精度和穩(wěn)定的三維空間運(yùn)動(dòng)定位能力以及方便在線部署的特點(diǎn),作為表面粗糙度測(cè)量的掃描運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器。


基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

1測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量臂末端接口形式,將光學(xué)探頭通過(guò)轉(zhuǎn)接緊固件可靠固定在測(cè)量臂末端,如圖2所示。

基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

2安裝示意圖

2.? ? 2? ? ?測(cè)量原理和流程


基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

3光譜共焦位移傳感原理圖

通過(guò)特殊光學(xué)設(shè)計(jì)形成的透鏡組將白光光源發(fā)出的多色平行光進(jìn)行光譜分光,形成一系列波長(zhǎng)不同的單色光,同時(shí)再將其同軸聚焦,由此在有效量程范圍內(nèi)形成了一個(gè)焦點(diǎn)組,每一個(gè)焦點(diǎn)的單色光波長(zhǎng)都對(duì)應(yīng)著一個(gè)軸向位置。測(cè)量時(shí)通過(guò)光譜儀分析光譜峰值結(jié)合峰值提取算法從而確定被測(cè)點(diǎn)的高度位置信息。

表面粗糙度測(cè)量方法具體流程如下:

(1)待測(cè)工件定位。將待測(cè)工件平穩(wěn)置于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量平臺(tái)上,調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)紅寶石測(cè)針測(cè)量其空間位置和姿態(tài),為按測(cè)量工藝要求確定測(cè)量位置提供數(shù)據(jù)。

(2)輪廓掃描。測(cè)量機(jī)測(cè)量臂更換掛載光譜共焦傳感器的光學(xué)探頭,驅(qū)動(dòng)探頭運(yùn)動(dòng)至工件測(cè)量位置,調(diào)整光源光強(qiáng)、光譜儀曝光時(shí)間和采集頻率等參數(shù)以保證傳感器處于較好的工作狀態(tài),編輯掃描步距、速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)后啟動(dòng)輪廓掃描測(cè)量,并在上位機(jī)上同步記錄掃描過(guò)程中的橫向坐標(biāo)和傳感器高度信息,映射成為測(cè)量區(qū)域的二維微觀輪廓。

(3)表面粗糙度計(jì)算與評(píng)價(jià)。將掃描獲取的二維微觀輪廓數(shù)據(jù)輸入到輪廓處理算法內(nèi)進(jìn)行計(jì)算,按照有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的截止波長(zhǎng),按高斯輪廓濾波方法對(duì)原始輪廓進(jìn)行濾波處理,得到其表面粗糙度輪廓,并計(jì)算出粗糙度輪廓的評(píng)價(jià)中線,再按照表面粗糙度的相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算方法得出測(cè)量結(jié)果,最后得到被測(cè)工件的表面粗糙度信息。

3? ? ?硬件控制與輪廓處理環(huán)境的建立

3.? ? 1? ? ?測(cè)量系統(tǒng)硬件控制架構(gòu)

對(duì)工件微觀輪廓的掃描和表面粗糙度測(cè)量,需在同一平臺(tái)上協(xié)調(diào)控制掃描執(zhí)行器和位移傳感器。

基于USB和Ethernet通訊接口和協(xié)議,在上位機(jī)LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境下進(jìn)行了測(cè)頭傳感器和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的通訊、控制、調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)流傳輸?shù)裙δ艿亩伍_(kāi)發(fā),形成了較為完善的測(cè)量系統(tǒng)硬件通訊控制架構(gòu),主體系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如圖4所示。


基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

4系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖

為了方便使用和測(cè)量,為控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了人機(jī)交互較為便捷的界面窗口,見(jiàn)圖5,可方便的調(diào)控傳感器相關(guān)參數(shù)指標(biāo),并預(yù)覽掃描過(guò)程中的輪廓信息。還可以預(yù)設(shè)和編輯掃描運(yùn)動(dòng)策略,調(diào)整存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的名稱等功能,并額外的增加了光譜信號(hào)展示、集成輪廓濾波與評(píng)價(jià)方法等功能,可以實(shí)現(xiàn)掃描測(cè)量后及時(shí)的數(shù)據(jù)輸出。


基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

5表面粗糙度測(cè)量系統(tǒng)控制前面板

3.? ? 2? ? ?高斯輪廓處理方法

表面輪廓示意圖如圖6所示,傳感器除了采集表面粗糙度信息之外,還將采集波紋度,幾何形狀等信息。輪廓濾波處理是指將輪廓信息分為不同頻率成分。


基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

6表面輪廓示意圖

在輪廓處理算法中增加了整體輪廓預(yù)覽、波紋度分析和數(shù)據(jù)整體等功能模塊,其算法設(shè)計(jì)流程如圖7所示,圖7中的相關(guān)參數(shù)在GB/T3505中已作了明確定義。

基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

7輪廓處理方法流程

利用LabVIEWMatlab的混合編程模塊,將高斯輪廓濾波及評(píng)價(jià)方法集成到了LabVIEW程序面板中,使用時(shí)調(diào)整濾波參數(shù)可及時(shí)調(diào)用濾波和評(píng)價(jià)算法實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。

4? ? ?實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證表面粗糙度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的有效性,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階樣品、標(biāo)準(zhǔn)表面粗糙度樣塊測(cè)試實(shí)驗(yàn)和某異形車削零件曲面輪廓表面粗糙度的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。


4.? ? 1? ? ?標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階測(cè)試實(shí)驗(yàn)

測(cè)試所用的標(biāo)準(zhǔn)樣品上刻有兩個(gè)測(cè)試臺(tái)階位置,其標(biāo)稱高度分別為9.3μm9.4μm。利用搭建的測(cè)量系統(tǒng)沿臺(tái)階垂直方向?qū)υ摌影暹M(jìn)行掃描,對(duì)測(cè)量采集的數(shù)據(jù)輪廓進(jìn)行校平、最小二乘擬合等處理,計(jì)算得兩處臺(tái)階位置高度差分別為9.27μm9.36μm,臺(tái)階輪廓如圖8所示。


基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

8標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階的掃描輪廓

4.2? ?表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊測(cè)試實(shí)驗(yàn)

測(cè)試選用的為三角波紋理表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊,附DKD檢定證書(shū),其表面粗糙度算術(shù)平均偏差Ra的標(biāo)定值為0.37μm。采用構(gòu)建的集成表面粗糙度測(cè)量系統(tǒng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證測(cè)試。在標(biāo)準(zhǔn)樣塊刻線處選取3個(gè)不同測(cè)試位置,每個(gè)測(cè)試位置重復(fù)測(cè)量3次,見(jiàn)圖9

基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

9測(cè)量位置示意圖

利用高斯濾波方法對(duì)原始輪廓數(shù)據(jù)進(jìn)行表面粗糙輪廓濾波處理,并基于最小二乘中線分析計(jì)算其表面粗糙度算術(shù)評(píng)價(jià)偏差Ra

輪廓計(jì)算處理過(guò)程中,位置Ⅱ的原始輪廓和濾波處理后的表面粗糙度輪廓如圖10所示。

基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

10位置的原始輪廓和表面粗糙度輪廓

4.3? ?曲面輪廓測(cè)量樣品測(cè)量實(shí)驗(yàn)

如圖2所示的工件的內(nèi)球曲面為其工作面,設(shè)計(jì)球徑為180mm,采用車削加工成型,其加工和檢測(cè)工藝上要求在其內(nèi)球曲面不同的角度位置上檢測(cè)型面表面粗糙度情況。在零件內(nèi)球曲面輪廓的回轉(zhuǎn)母線上回避頂點(diǎn)標(biāo)記3段不同角度的測(cè)量位置,利用表面粗糙度測(cè)量,圖11所示是位置的原始輪廓和濾波處理后的表面粗糙度輪廓。從圖11可以看出,測(cè)量結(jié)果較穩(wěn)定、可靠。

基于光譜共焦的在線集成表面粗糙度測(cè)量方法

11位置的原始輪廓與表面粗糙度輪廓

5? ? ?結(jié)論

本文面向一種特殊材料異型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)曲面的表面粗糙度集成在線測(cè)量的要求,提出一種在坐標(biāo)測(cè)量平臺(tái)上集成光譜共焦傳感器的方法,設(shè)計(jì)構(gòu)建的測(cè)量系統(tǒng),面向表面粗糙度測(cè)量的全流程建立了硬件控制與輪廓處理環(huán)境,進(jìn)行了多項(xiàng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該測(cè)量系統(tǒng)具有較高的測(cè)量精度和重復(fù)性,粗糙度參數(shù)Ra的測(cè)量重復(fù)性為0.0026μm,通過(guò)優(yōu)化零件檢測(cè)過(guò)程,整體上縮短零件近30%的檢測(cè)時(shí)間,可用于零件生產(chǎn)加工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)表面粗糙度進(jìn)行在線測(cè)量。

論文標(biāo)題:

A Method of On-line Integration Roughness Measurement Based on Chromatic Spectrum Confocal


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    2024 - 01 - 21
    保障橋梁的安全運(yùn)行與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是城市交通安全的重要鏈接,而高精度激光位移傳感器正是完成此項(xiàng)任務(wù)的關(guān)鍵裝備之一。在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中,它們憑借其非接觸式高精度測(cè)量原理,對(duì)橋梁的位移、變形、振動(dòng)等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為橋梁健康管理提供重要依據(jù)。首先,在橋梁的撓度和變形監(jiān)測(cè)中,激光位移傳感器扮演著非常重要的角色。通過(guò)將傳感器安裝在結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵位置,可以實(shí)時(shí)地觀察并記錄橋梁的撓度、沉降和扭曲等變化情況,這些數(shù)據(jù)能夠提供對(duì)橋梁健康狀況的即時(shí)反饋,幫助維修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并對(duì)異常變形現(xiàn)象進(jìn)行處理。其次,激光位移傳感器還能作為振動(dòng)監(jiān)測(cè)工具,為橋梁的剛度和自然頻率評(píng)估提供重要依據(jù)。該傳感器通過(guò)測(cè)量橋梁的振頻、振型和振幅等參數(shù),可以生成寶貴的結(jié)構(gòu)振動(dòng)數(shù)據(jù)。在橋梁出現(xiàn)異常振動(dòng)現(xiàn)象時(shí),它們可以實(shí)時(shí)檢測(cè)并發(fā)出預(yù)警信號(hào),為橋梁維護(hù)人員提供對(duì)策指引,確保橋梁的安全使用。最后,激光位移傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè)與診斷中也展現(xiàn)出重要的價(jià)值。通過(guò)對(duì)激光位移傳感器采集到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析,可以提取出橋梁的頻率響應(yīng)函數(shù)和模態(tài)特征等關(guān)鍵信息。進(jìn)一步地,這些特征可以與橋梁設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)特征進(jìn)行對(duì)比,以檢測(cè)橋梁是否存在損傷或疲勞等問(wèn)題。這也使得激光位移傳感器能夠在橋梁微小的結(jié)構(gòu)變化初始階段就進(jìn)行預(yù)警和診斷,從而幫助維護(hù)人員采取及時(shí)的維修或加固措施,有效延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。總體來(lái)看,高精度激光位移傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)控中起關(guān)鍵作用。無(wú)論是撓...
  • 3
    2023 - 11 - 22
    標(biāo)題:光譜共焦位移傳感器:實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量的無(wú)影響性能摘要:光譜共焦位移傳感器是一種先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備,利用共焦技術(shù)和光譜分析相結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的非接觸測(cè)量,并且不受被測(cè)物體材質(zhì)、顏色、透明度、反光度等因素的影響。本文將詳細(xì)介紹光譜共焦位移傳感器的原理和優(yōu)越性,展示它在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景。引言:傳統(tǒng)的非接觸測(cè)量方法往往會(huì)受到被測(cè)物體材質(zhì)、顏色、透明度、反光度等因素的干擾,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性下降。光譜共焦位移傳感器作為一種新型的測(cè)量設(shè)備,成功解決了這一難題。它基于共焦技術(shù)和光譜分析原理,具有高精度、高靈敏度和多參數(shù)同時(shí)測(cè)量等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、生命科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。一、光譜共焦位移傳感器的原理光譜共焦位移傳感器利用共焦技術(shù),通過(guò)快速成像和光譜分析的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的位移測(cè)量。傳感器通過(guò)發(fā)送一束激光到被測(cè)物體上,并收集反射回來(lái)的光信號(hào)。然后,利用光譜分析技術(shù)將這些光信號(hào)解析成不同波長(zhǎng)的頻譜圖像。根據(jù)頻譜圖像的變化,可以計(jì)算出被測(cè)物體的位移信息。二、光譜共焦位移傳感器的優(yōu)越性1. 無(wú)受材質(zhì)影響:光譜共焦位移傳感器采用光譜分析技術(shù),可以將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行解析,不受被測(cè)物體的材質(zhì)影響。無(wú)論是金屬、塑料、液體還是透明物體,傳感器都能夠準(zhǔn)確測(cè)量其位移信息。2. 無(wú)受顏色影響:傳統(tǒng)的傳感器常常受到被測(cè)物體顏色的影響,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的誤差增加。而光譜共焦位移傳感器通過(guò)分析光信號(hào)...
  • 4
    2024 - 11 - 20
    在當(dāng)今精密制造與檢測(cè)領(lǐng)域,對(duì)微小尺寸變化的精確測(cè)量需求日益增長(zhǎng)。特別是在半導(dǎo)體制造、微納加工、光學(xué)元件檢測(cè)等高端應(yīng)用中,對(duì)測(cè)量誤差的嚴(yán)格要求往往達(dá)到納米級(jí)。面對(duì)這一挑戰(zhàn),國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的LTC100光譜共焦位移傳感器以其卓越的性能脫穎而出,不僅實(shí)現(xiàn)了30nm以下的測(cè)量誤差,還保證了光斑直徑小于2μm,為高精度測(cè)量領(lǐng)域樹(shù)立了新的國(guó)產(chǎn)標(biāo)桿。技術(shù)亮點(diǎn):超高精度測(cè)量:LTC100采用先進(jìn)的光譜共焦技術(shù),通過(guò)精確控制光源發(fā)射的多波長(zhǎng)光束與被測(cè)物體表面反射光之間的干涉現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)位移的高精度測(cè)量。其核心算法通過(guò)復(fù)雜的光譜分析與相位解調(diào)技術(shù),有效消除了環(huán)境干擾和系統(tǒng)誤差,確保測(cè)量誤差穩(wěn)定控制在30nm以下。微小光斑設(shè)計(jì):傳感器內(nèi)置的精密光學(xué)系統(tǒng)采用高數(shù)值孔徑物鏡,結(jié)合優(yōu)化的光束整形技術(shù),實(shí)現(xiàn)了小于2μm的光斑直徑,使得在微小結(jié)構(gòu)或特征上的測(cè)量成為可能,顯著提高了測(cè)量的空間分辨率。測(cè)試數(shù)據(jù)與算法公式:LTC100的性能驗(yàn)證基于嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用反饋。以下為其關(guān)鍵測(cè)試數(shù)據(jù):線性度:在0-10mm測(cè)量范圍內(nèi),線性偏差小于±5nm,確保測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性。重復(fù)性:連續(xù)測(cè)量同一位置100次,標(biāo)準(zhǔn)差小于10nm,證明其高重復(fù)性和一致性。分辨率:理論上可達(dá)0.1nm,實(shí)際測(cè)量中受環(huán)境因素影響,但依舊保持在1nm左右,遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平。核心算法公式簡(jiǎn)述如下:d=2λ0?2πΔ?其中,d為被測(cè)位移...
  • 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(shū)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。考慮到實(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(kāi)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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