非接觸式光譜共焦的原理

來源: 發(fā)布時間:2024-01-22

非球面中心偏差的測量方法包括接觸式(例如使用百分表)和非接觸式(例如使用光學傳感器)。本文采用自準直定心原理和光譜共焦位移傳感技術(shù),對高階非球面透鏡的中心偏差進行了非接觸精密測量。通過測量出的校正量和位置方向?qū)η蛎孢M行拋光,糾正非球面透鏡中心偏差,以滿足光學系統(tǒng)設計的要求。由于非球面已經(jīng)加工到一定的精度要求,因此對球面的拋光和磨削是糾正非球面透鏡中心偏差的主要方法。利用軸對稱高階非球面曲線的數(shù)學模型計算被測環(huán)D帶的旋轉(zhuǎn)角度θ,即光譜共焦位移傳感器的工作角。光譜共焦位移傳感器可以實時監(jiān)測材料的變化情況,對于研究材料的力學性能具有重要意義。非接觸式光譜共焦的原理

非接觸式光譜共焦的原理,光譜共焦

為了滿足全天候觀察的需求,設計了波段范圍為可見光-短波紅外寬光譜共焦光學成像系統(tǒng)。根據(jù)寬光譜共焦原理以及光學被動式無熱化原理,設計了一個波段范圍為0.4μm~2.5μm、焦距數(shù)為50 mm,F(xiàn)數(shù)為2.8的光學成像系統(tǒng),該系統(tǒng)在可見光波段在奈奎斯特頻率為30 lp/mm時傳函值高于0.7,紅外波段在奈奎斯特頻率為30 lp/mm時傳函值高于0.5,探測器選用為15μm×15μm、像元數(shù)為640 pixel×512 pixel碲鎘汞探測器。該寬光譜共焦型光學系統(tǒng)均采用普通玻璃材料以及易加工的球面透鏡,在溫度范圍-40℃~+60℃內(nèi)對光學系統(tǒng)消熱差,實現(xiàn)了無需調(diào)焦即可滿足晝夜觀察的使用需求,可廣泛應用于安防監(jiān)控、森林防火等領(lǐng)域。高精度光譜共焦應用光譜共焦技術(shù)可以對生物和材料的物理、化學、生物學等多個方面進行分析。

非接觸式光譜共焦的原理,光譜共焦

光譜共焦位移傳感器是一種基于共焦原理,采用復色光作為光源的傳感器,其測量精度可達到納米級,適用于測量物體表面漫反射或反射的情況。此外,光譜共焦位移傳感器還可以用于單向厚度測量透明物體。由于其具有高精度的測量位移特性,因此對于透明物體的單向厚度測量以及高精度的位移測量都有著很好的應用前景。本文將光譜共焦位移傳感器應用于位移測量中,并通過實驗驗證,表明其能夠滿足高精度的位移測量要求,這對于將整個系統(tǒng)小型化、產(chǎn)品化具有重要意義。

譜共焦測量技術(shù)由于其高精度、允許被測表面有更大的傾斜角、測量速度快、實時性高、對被測表面狀況要求低、以及高分辨率的獨特優(yōu)勢,迅速成為工業(yè)測量的熱門傳感器,在生物醫(yī)學、材料科學、半導體制造、表面工程研究、精密測量、3C電子等領(lǐng)域得到廣泛應用。

本次測量場景使用的是創(chuàng)視智能TS-C10000光譜共焦傳感頭和CCS控制器。TS-C系列光譜共焦位移傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)0.025μm的重復精度,±0.02% of F.S.的線性精度,10kHz的采樣速度,以及±65°的測量角度,能夠適應鏡面、透明、半透明、膜層、金屬粗糙面、多層玻璃等材料表面,支持485、USB、以太網(wǎng)、模擬量的數(shù)據(jù)傳輸接口。 連續(xù)光譜位置測量方法可以實現(xiàn)光譜的位置測量。

非接觸式光譜共焦的原理,光譜共焦

隨著科技的進步和應用的深入,光譜共焦在點膠行業(yè)中的未來發(fā)展前景非常廣闊。以下是一些可能的趨勢和發(fā)展方向:高速化方向,為了滿足不斷提高的生產(chǎn)效率要求,光譜共焦技術(shù)需要更快的光譜分析速度和更短的檢測時間。這需要不斷優(yōu)化算法和改進硬件設備,以提高數(shù)據(jù)處理速度和檢測效率。智能化方向,通過引入人工智能和機器學習技術(shù),光譜共焦可以實現(xiàn)更復雜的分析和判斷能力,例如自動識別不同種類的點膠、檢測微小的點膠缺陷等。這將有助于提高檢測精度和降低人工成本。多功能化方向,為了滿足多樣化的生產(chǎn)需求,光譜共焦技術(shù)可以擴展到更多的應用領(lǐng)域。例如,將光譜共焦技術(shù)與圖像處理技術(shù)相結(jié)合,可以實現(xiàn)更復雜的樣品分析和檢測任務。另外,環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展方向也越來越受關(guān)注。隨著環(huán)保意識的提高,光譜共焦技術(shù)在點膠行業(yè)中的應用也可以從環(huán)保角度出發(fā)。例如,通過光譜分析可以精確地控制點膠的厚度和用量,從而減少材料的浪費和減少對環(huán)境的影響。光譜共焦位移傳感器具有非接觸式測量的優(yōu)勢,可以在微觀尺度下進行精確的位移測量。智能光譜共焦制作廠家

光譜共焦技術(shù)的精度可以達到納米級別。非接觸式光譜共焦的原理

隨著社會的發(fā)展,智能設備不斷進化,人們對個性化的追求日益增加。復雜的形狀意味著對點膠設備提出更高的精度和靈活性要求。當前在手機中板和屏幕模組貼合時,需要在中板上面點一圈透明的UV膠,由于其白色反光特性,只能使用光譜共焦傳感器進行完美測量。光譜共焦傳感器的復合光特性可以完美高速地測量膠水的高度和寬度。由于膠水自身特性是液體,成型特性是弧形,材料特性是透明或半透明。因此,采用光譜共焦傳感器是當前解決高精度點膠需求的方案之一,它具有非常高的分辨率和測量精度,并同時能夠應對形狀的復雜性和材料特性的多樣性,能夠滿足各種行業(yè)的高精度測量要求。非接觸式光譜共焦的原理