光谱共焦传感器应用于哪些领域

如今，随着工业的快速发展，对精密测量技术的要求越来越高。位移测量技术作为几何精密测量的基础，不仅需要超高的测量精度，还需要广泛适应环境和材料，并逐渐趋于实时和无损检测。与传统的接触式测量方法相比，共聚焦传感器具有高速、高精度、高适应性等明显优点。那么光谱共焦传感器的典型应用是什么呢？以下由深圳立仪科技公司分享：

1.表面粗糙度测量应用

表面粗糙度是指零件在加工过程中由于加工方法不同、机床和刀具精度、振动和磨损而形成的小间距和小峰谷的微观水平，是表面质量的重要测量指标，与零件的磨损、密封、润滑、疲劳、研究和其他机械性能有关。

表面粗糙度测量主要分为接触测量和非接触测量。触针接触测量容易划伤测量表面，针尖易磨损，测量效率低，不能测量复杂表面，而非接触测量相对可以实现非接触、高效、在线实时测量，成为未来粗糙度测量的发展方向。目前，常用的非接触法主要包括干涉法、散射法、散斑法、聚焦法等。聚焦法相对简单实用。

采用光谱共焦位移传感器，建立了一套简单的测量装置，测量膜燃气表阀盖的粗糙度，判断阀盖的密封性能是否合格，取得了一定的效果。基于光谱共焦传感器，采用二维纳米测量定位装置测量粗糙度样块的表面粗糙度，评估测量结果U95为13.9%。

2.测量轮廓和几何尺寸

随着机械加工水平的发展，越来越多的小型复杂工件需要进行轮廓测量和精确尺寸测量，如小圆倒角测量、小工件内壁槽尺寸等。一些精密光学元件还需要测量非接触轮廓，以避免在接触测量过程中划伤光学表面。光谱共焦传感器可以用来解决这些传统传感器难以解决的测量问题。

针对涡轮盘轮廓检测问题，采用光谱共焦位移传感器实现涡轮盘轮廓在线检测系统的设计。通过自建的二维纳米测量定位装置，选择光谱共焦传感器作为测量头，实现超精密部件的二维尺寸测量。利用激光共焦位移计和二维精密控制微平台，扫描西汉日光镜的表面起伏深度，探索反射成像原理。

3.薄膜材料厚度测量应用

由于光谱共焦传感器对不同反射面反射的单色光波长不同，因此对材料厚度的精确测量具有独特的优势。光学玻璃、生物膜、平行平板电脑等，两个反射表面反射不同波长的单色光，然后只有一个传感器可以计算厚度，测量精度可以达到微米级，不损坏测量表面。该系统的测量误差范围约为0.005mm。利用光谱共焦传感器测量平行平板的厚度和光学镜头的中心厚度，并对被测物体材料的色散对厚度测量精度的影响进行理论分析。为了探讨流体下降制备的薄膜厚度与下降模式、雷诺数和底板的倾斜角度之间的关系，光谱共焦传感器实时监控制备的薄膜厚度，实验装置如图4所示。白光共焦传感器组采用顶部安装，对厚度为10~100μm精确测量金属薄膜的厚度和分布，分析测量不确定性，得到系统的测量不确定性为0.12μm左右。

光谱共焦技术将轴向距离与波长建立起一套编码规则，是一种高精度、非接触的光学测量技术。基于光谱共焦技术的传感器作为一种亚微米级、快速测量的传感器，已广泛应用于表面微形状、厚度测量、位移测量、在线监控和过程控制等工业测量领域。展望未来，随着光谱共焦传感技术的发展，它将更多地应用于微电子、线宽测量、纳米测试、超精度几何测量测试等领域。