色散共焦传感器的色散共焦测量方法恰恰利用这种物理现象的特点。通过使用特殊透镜,延长不同颜色光的焦点光晕范围,形成特殊放大色差,使其根据不同的被测物体到透镜的距离,会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射光的波长,就可以得到被测物体到透镜的精确距离。这一过程与摄影器材通过各种方法消减色差的过程正好相反。色散共焦传感器无色差。
为了得到上述特殊的色差,需要在色散共焦传感器探头内使用若干特殊透镜,用来根据所需量程将光线分解。最后使用一个凸透镜,将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上,形成所谓的焦点轴线。如果不使用凸透镜,色散共焦传感器探头射出的光将分散开来,测量也就无法进行了。
色散共焦传感器原理简介
1.色散共焦传感器内部的一束白光穿过小孔S,照射在色散镜头组L上。色散镜头组把白光分解成不同波长的单色光,每一个波长对应一个固定的距离值。
2. 当对象出现在测量区域的时候,一个特定波长的单色光正好照射在其表面,并且反射进光学系统。
3. 此反射光通过一个小孔S,,(只有**聚焦在被测体表面的光才可以穿过这个小孔),由波长识别系统(光谱仪)识别其波长,从而得到其所代表的精确距离值。
4.由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色),通过色散镜头发生光谱色散,形成不同波长的单色光。每一个波长的焦点都对应一个距离值。测量光射到物体表面被反射回来,只有满足共焦条件的单色光,可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的焦点的波长,换算获得距离值.
这就是色散共焦传感器的测量技术原理。
色散共焦传感器是新技术,新可能
使用色散共焦传感器技术,可以得到**高分辨率。纳米级分辨率源于上述经过特殊处理得到的加长光谱范围。由于采用检测焦点的颜色,得到距离信息,光谱共焦传感器可以采用非常小的测量光斑,从而允许测量非常小的被测物体。这也意味着,即使被测表面有非常轻微的划痕,也逃不过光谱共焦传感器的眼睛。
由于色散共焦传感器的光路非常紧凑和集中,使其非常适合测量钻孔结构。而其他测量方式,如激光三角反射式测量,对于小孔往往无能为力,因为小孔形成的阴影会遮挡反射光的光路,无法进行测量。针对这种小孔测量任务,有公司推出了微型光谱共焦传感器探头。这种探头拥有仅4mm的探头直径,可以探入小孔内部进行测量。
由于测量只使用白光,*额外附加激光安全措施。由于探头本身不含有任何电路,传感器探头还可以被用于有防爆要求的环境或者有电磁干扰要求的环境。而控制器可以被放置于安全距离以外。允许较长50m的光纤连接探头和控制器。但是,需要禁止在光路上存在遮挡物或小颗粒,这会影响测量精度,甚至使测量变得不可完成。由于采用的是光学测量方法,探头到被测物体的距离也有一定限制。
色散共焦传感器
混色光是由众多不同波长光线组成的,我们称之为光谱。所有不同波长的可见光重叠在一起,形成白光。人类肉眼可见光的波长范围从400nm (蓝光)到700nm (红光)。通过透镜,不同颜色的光不会聚焦到同一个点上。这种现象称为色差透镜错误或者叫色差透镜偏差。
众所周知,自然界的日光属白光一种,白光不是较纯洁的光,而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生,而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料(透镜)对于不同单色光的折射率是不同的,也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大,波长愈长折射率愈小(这也是不同望远镜所谓的色差不同的原因),同一薄透镜对不同单色光,每一种单色光都有不同的焦距,按色光的波长由短到长,它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上(不同的单色光的波长是不同的)这样成像就产生了所谓色差透镜错误。色差透镜错误使成像产生色斑或晕环。在摄影器材中,应通过特殊处理,尽量消减色差透镜错误导致的成像问题。常用的消除方法有双胶合系统与双分离系统。
色散共焦传感器在整个量程上,共可以得到**过30,000个测量点。这里只计算光线波长,用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量结果。
这意味着,无论有多少反射光从被测物体反射回来,测量的距离结果可能是不变的。因为反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。因此,采用东莞市蓝海精密检测设备科技有限公司的色散共焦传感器,即使被测物体是强吸光材料,如黑色橡胶;或者是透明材料,如玻璃或者液体,都可以进行正常可靠的测量。
ERT色散共焦传感器之微型测头END技术参数
**小型光谱色散共焦传感器,外观直径为4mm、6mm、8mm
非常适合用于安装空间有限的场合
可用于对小孔内径进行测量
小至6mm的外径,但其可以非常方便地集成于在线设备上
色散共焦传感器的亚微米测量精度
量程与控制器型号有关,表中参数是CCS-PRIMA控制器的标准数值
较小可测半径=光学笔半径+安装距离
色散共焦传感器的表格参数是透明体数据,漫反射工件较好可达到87度。倾斜的工件会减少有效的反射光。以上参数是CCS-PRIMA控制器,在频率设定为100HZ时测得的典型结果。
随着国内经济的发展及国外市场的广泛需求,玻璃器皿玻璃杯、玻璃花瓶等器皿类产品市场发展面临巨大机遇和挑战。明料类产品辅以各种装饰,造型变化多,色彩及款式丰富,产品较轻盈,产品流线性好,明显流露出美感,产品自身设计能够紧跟市场消费的时尚潮流,能够给消费者较多的选择,能够较大限度满足个性化消费主张。同时对玻璃器皿产品品质也有了较高的要求,如产品厚度、椭圆度、垂直度、外形尺寸、重量等。
较以往的品质检测方式,诸多生产商采用人工视角观察检验,厚度则采用机械式卡规测厚,如右图所示。
卡规式测量的优点是便于测量,人工观察直观。其缺点是造型较复杂的玻璃器皿卡规无法塞入测量;其检测速度慢,检测结果单一。尽而大华玻璃实业有限公司引入超声波检测方法。超声波检测需要耦合剂来测量,其潜在的问题是增加耗材,会污染玻璃器皿表面。在玻璃器皿检测完成后需要增加清洗工序,大批量生产检测速度慢等缺点。
该设备采用色散共焦传感器的原理,对玻璃器皿厚度进行检测,检测精度高达0.01mm。采用伺服驱动电机控制的动作的,来检测玻璃器皿的被测量点,*360度准确的检测出玻璃器皿的厚度、椭圆度、垂直度偏差。采用称重传感器,对被测件进行称重检验。最后通过数量通信,准确的显示到屏幕上,并与设定的允许偏差范围进行比对,给出合格与否的判断。
在未来社会持续不断发展的情况下,自动化设备将是未来玻璃器皿生产先进工业体系发展中所存在的核心,而随着大量自动化技术的应用,更多自动化的生产设备、检测设备(色散共焦传感器的测量技术)、包装设备必将助力大华玻璃实业必然会朝着更高效、更节能、更环保、更先进、低成本、高品质的方向发展,这对于维持企业效益,占有市场地位来说,都将起到至关重要的作用。
东莞蓝海ERT色散共焦传感器测量技术将在工业自动化中发挥重要作用。
色散共焦位移传感器由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色),通过色散镜头发生光谱色散,在一条轴线上形成一系列不同波长的单色光,每一个波长都对应一个到被测物体的距离值。物体表面将照射光反射回来,通过共聚焦小孔过滤,只有满足共焦条件的单色光,可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的波长,换算获得距离值。
色散共焦位移传感器从诞生到现在已经有约20年历史,是一种新型的**高精度和**高稳定性的非接触光学位移传感器。
色散共焦位移传感器由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色),通过色散镜头发生光谱色散,形成不同波长的单色光,每一个波长都对应一个到被测物体的距离值。测量光射到物体表面被反射回来,只有满足共焦条件的单色光,可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的波长,换算获得距离值。
基于一个创新的光学原理,利用空间的色散光谱(STIL的发明和**),色散共焦位移传感器可以对几乎任何材料进行高精度的测量。
几乎所有工业部门的应用,都可以将它作为计量或实验室研究用的高精度测量仪器,或生产线的质量控制工具。
色散共焦位移传感器有不同量程,测量和检测设备带有的简单的接口,可以提供DLL /动态链接库。
色散共焦传感器及其他激光传感器 促智能机器人产业发展
近日,在中国智能产业高峰论坛上,中国工程院院士卢秉恒就中国制造业的发展提到了支撑智能制造的三大技术:机器人、智能装备、3D打印机。
近年来,随着科技发展与时代进步,机器人在生产生活方面发挥的作用日益受到重视。据国际机器人联合会(IFR)数据显示,2005-2012年间,**工业机器人的年均销售增长率为9%;而同期中国工业机器人的年均销售增长率达到25%。2012年底,中国追赶韩国成为仅次于日本的***二大机器人市场,占**市场15%。到2015年,中国国内工业机器人年供应量将**过2万台,保有量将**过13万台。
工业和信息化部部长苗圩在接受记着采访时也表示:这几年国产机器人发展有很大的进步。过去大约一半左右的机器人是用在汽车行业,现在已经突破了这个界限,在电子信息行业等其他工业行业里都开始得到普及和应用。目前,智能机器人在工业制造领域、医疗领域、服务领域都有着广泛的应用。家电行业成员者海尔已经实现机器换人计划,且率先召开了高差异化的“透明工厂”发布会,开启了中国制造业新的里程碑。
机器人产业作为逐步崛起的新兴行业,近来已经成为行业发展的焦点之一。而伴随着机器人产业的发展,也为相关产业带来了新的生机,如机器视觉、传感器等。色散共焦传感器作为机器人的重要组件,其功能不容忽视。
智能机器人的外部传感器大致可分为力学传感器,触觉传感器,接近传感器,视觉传感器,滑觉传感器和色散共焦传感器等,对于智能机器人来说,传感器必不可少。同时,智能机器人对传感器有非常严格的要求,主要表现为:精度高,可靠性高,稳定性好;电磁干扰、振动、灰尘和油垢等恶劣环境下抗干扰能力;**安全,保护人类安全不受侵犯。
作为中国良好的色散共焦传感器、测量方案及系统供应商,凭借先进的技术、高质量的产品,东莞市蓝海精密检测设备科技有限公司一直致力于推动中国智能制造产业的发展。
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