无锡共聚焦光谱传感器

金属膜厚测量
透明与不透明薄膜通常是在高速、苛刻的条件下生产的。正因为如此，在生产过程中需要一个稳定的传感器来监控薄膜的厚度。而且在测量时要求不受温度、湿度或薄膜抖动等环境因素影响。采用光干涉原理的ERT传感器能够完全满足这些条件，并能同时保证高速、高精准度的测量。这样一来，薄膜生产过程中的工艺参数就能被实时控制。

在线检测打磨工具
在生产变速箱生产过程中，打磨工具经常被用于齿轮盘加工中。这些工艺如压型、消尖和清洁能够用修整工具的粗糙来控制。修整盘的侧面粗糙度能通过ERT传感器来测量。涂过抛光粉材料（如石英、金刚砂、金刚石）的工具能被白光光谱共焦传感器通过非接触方法测距。修整工具在价格上一般比起传统打磨工具要贵。金刚石由于其非常好的耐磨性是一种很好的打磨工具。
传感器未来发展趋势


3、新材料开发

传感器材料是传感器技术的重要基础,是传感器技术升级的重要支撑。
随着材料科学的进步,传感器技术日臻成熟,其种类越来越多,除了早期使用的半导体材料、陶瓷材料以外,光导纤维以及**导材料的开发,为传感器的发展提供了物质基础。例如,根据以硅为基体的许多半导体材料易于微型化、集成化、多功能化、智能化,以及半导体光热探测器具有灵敏度高、精度高、非接触性等特点,发展红外传感器、激光传感器、光纤传感器等现代传感器;在敏感材料中,陶瓷材料、**材料发展很快,可采用不同的配方混合原料,在精密调配化学成分的基础上,经过高精度成型烧结,得到对某一种或某几种气体具有识别功能的敏感材料,用于制成新型气体传感器。此外,高分子**敏感材料,是近几年人们较为关注的具有应用潜力的新型敏感材料,可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。传感器技术的不断发展,也促进了更新型材料的开发,如纳米材料等。美国NRC公司已开发出纳米ZrO2气体传感器,控制机动车辆尾气的排放,对净化环境效果很好,应用前景比较广阔。由于采用纳米材料制作的传感器,具有庞大的界面,能提供大量的气体通道,而且导通电阻很小,有利于传感器向微型化发展，随着科学技术的不断进步将有更多的新型材料诞生

4、新工艺的采用

在发展新型传感器中，离不开新工艺的采用。新工艺的含义范围很广，这里主要指与发展新兴传感器联系特别密切的微细加工技术。该技术又称微机械加工技术，是近年来随着集成电路工艺发展起来的，它是离子束、电子束、分子束、激光束和化学刻蚀等用于微电子加工的技术，目前已越来越多地用于传感器领域，例如溅射、蒸镀、等离子体刻蚀、化学气体淀积(CVD)、外延、扩散、腐蚀、光刻等，迄今已有大量采用上述工艺制成的传感器的国内外报道。

5、智能材料

智能材料是指设计和控制材料的物理、化学、机械、电学等参数，研制出生物体材料所具有的特性或者优于生物体材料性能的人造材料。有人认为，具有下述功能的材料可称之为智能材料：具备对环境的判断可自适应功能;具备自诊断功能;具备自修复功能;具备自增强功能(或称时基功能)。
生物体材料的较**特点是具有时基功能，因此这种传感器特性是微分型的，它对变分部分比较敏感。反之，长期处于某一环境并习惯了此环境，则灵敏度下降。一般说来，它能适应环境调节其灵敏度。除了生物体材料外，较引人注目的智能材料是形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物。智能材料的探索工作刚刚开始，相信不久的将来会有很大的发展。

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传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代们学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。随着科技的发展，传感器也在不断的更新发展。

1、开发新型传感器

新型传感器，大致应包括：采用新原理、填补传感器空白、仿生传感器等诸方面。它们之间是互相联系的。传感器的工作机理是基于各种效应和定律，由此启发人们进一步探索具有新效应的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型传感器件，这是发展高性能、多功能、低成本和小型化传感器的重要途径。结构型传感器发展得较早，目前日趋成熟。结构型传感器，一般说它的结构复杂，体积偏大，价格偏高。物性型传感器大致与之相反，具有不少诱人的优点，加之过去发展也不够。**都在物性型传感器方面投入大量人力、物力加强研究，从而使它成为一个值得注意的发展动向。其中利用**力学诸效应研制的低灵敏阈传感器，用来检测微弱的信号，是发展新动向之一。

2、集成化、多功能化、智能化


传感器集成化包括两种定义，一是同一功能的多元件并列化，即将同一类型的单个传感元件用集成工艺在同一平面上排列起来，排成1维的为线性传感器，CCD图象传感器就属于这种情况。集成化的另一个定义是多功能一体化，即将传感器与放大、运算以及温度补偿等环节一体化，组装成一个器件。

随着集成化技术的发展，各类混合集成和单片集成式压力传感器相继出现，有的已经成为商品。集成化压力传感器有压阻式、电容式、等类型，其中压阻式集成化传感器发展快、应用广。

传感器的多功能化也是其发展方向之一。所谓多功能化的典型实例，美国某大学传感器研究发展中心研制的单片硅多维力传感器可以同时测量3个线速度、3个离心加速度(角速度)和3个角加速度。主要元件是由4个正确设计安装在一个基板上的悬臂梁组成的单片硅结构，9个正确布置在各个悬臂梁上的压阻敏感元件。多功能化不仅可以降低生产成本，减小体积，而且可以有效的提高传感器的稳定性、可靠性等性能指标。

把多个功能不同的传感元件集成在一起，除可同时进行多种参数的测量外，还可对这些参数的测量结果进行综合处理和评价，可反映出被测系统的整体状态。由上还可以看出，集成化对固态传感器带来了许多新的机会，同时它也是多功能化的基础。

传感器与微处理机相结合，使之不仅具有检测功能，还具有信息处理、逻辑判断、自诊断、以及“思维”等人工智能，就称之为传感器的智能化。借助于半导体集成化技术把传感器部分与信号预处理电路、输入输出接口、微处理器等制作在同一块芯片上，即成为大规模集成智能传感器。可以说智能传感器是传感器技术与大规模集成电路技术相结合的产物，它的实现将取决于传感技术与半导体集成化工艺水平的提高与发展。这类传感器具有多能、高性能、体积小、适宜大批量生产和使用方便等优点，可以肯定地说，是传感器重要的方向之一。

彩色共焦位移傳感器是一種精度可達次微米量級的非接觸式位移量測系統，對於表面漫反射或鏡反之物體乃至透明材質皆可測量其位移或厚度，基於出光與回傳訊號路徑同軸之特性，彩色共焦位移傳感器亦適合於深孔/盲孔工件等量測應用
原理：
彩色共焦位移傳感器乃利用特製的彩色編碼鏡頭使可見光產生軸向色散輸出，並經由光譜解析器解析共焦回傳光波訊號，较後透過波長與位移轉換曲線計算出工件位移量測值


特点：
1非接觸式光學共焦測量技術, 具有**高分辨率及同光軸回傳訊號不會被遮擋之特性
2光纖傳輸彩色編碼測頭設計, 其結構輕巧且內部不含電子零件而不受環境干擾影響
3採用白光(可見光)光源系統, 相較激光光源而言安全防護要求低
4獨特多層材質量測演算法, 可量測透明／半透明多層材質間之厚度或間隙
优势：
1 穩定量測各類材質, 例如金屬／陶瓷／鏡面／玻璃等
2 適用於各種工件形貌（包含深孔／斜面／弧面）之特徵尺寸量測, 例如高度／段差／厚度／平面度／輪廓度等
3 高溫高壓等嚴苛操作條件下亦能適應正常使用

新技术，新可能
使用光谱共焦测量技术，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。

由于光谱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，德国米铱推出了IFS
2402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。


另一种非常适合光谱共焦传感器的应用是测
量多层透明材料的厚度。与其他测量方法不同，光谱共焦传感器在测量这种物体时，仅需要一支探头就可以完成测量。测量被测物体前端面和后端面的反射光，从而得到层厚信息。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。

仪表盘 – 预判安全气囊的爆破点
乘客的安全涉及到仪表盘上预判安全气囊的质量检验。一些缝隙的尺寸可以被非接触传感器检测到。这种测量是非破坏性的，能够判断在仪表盘的缝隙处是否足够软，以至于安全气囊能顺利弹出。