2022-08-24
為什么高精度測量項目必需要用光譜共焦傳感器？隨著3C產品外型設計的飛速更新，材料工藝的不斷升級，近年來3C產品加工制造過程中的自動化測量越來越多在使用光譜共焦位移傳感器。在手機后殼、中框段差，LOGO段差，攝像頭段差，2D/3D屏表面輪廓等眾多測量應用中，光譜共焦位移傳感器發揮了其獨特的優勢。中國自動化測量市場把光譜共焦位移傳感器定義為一種高精度可以解決眾多高難度測量應用的新型傳感器。
激光位移傳感器針對漫反射和鏡面反射表面必須為兩種安裝方式，甚至必須要兩種形式測頭無法同時穩定測量不同的反光表面。光譜共焦傳感器不需要針對每一種材質進行重新安裝或調節，對于存在多種材質的被測物可以只用一個傳感器，一種安裝方式穩定測量，不同材質交界處也可以穩定測量。光譜共焦位移傳感器擁有非常高的掃描精度，可以測量粗糙度，符合ISO2587國際標準。激光位移傳感器完全無法實現粗糙度測量，日系和國產光譜共焦傳感器因為光斑過大，分辨率不夠也無法實現粗糙度測量。測量攝像頭、鏡片與托圈、LOGO段差時，必須使用高端光譜共焦傳感器。
由LED光源射出一束寬光譜的復色光(呈白色)，通過色散鏡頭發生光譜色散，量程范圍內形成不同波長的單色光。每一個波長的焦點都對應一個距離值。測量光射到物體表面被反射回來，只有滿足共聚焦條件的單色光，可以通過小孔被光譜儀感測到。通過計算被感測到的焦點的波長，換算獲得距離值。
角度特性更大
角度特性是指可測量樣品的最大傾角。激光位移傳感器測量非平面時，因回光產生相差無法準確測量傾斜或曲面，傳感器采用光譜共焦測量技術可以保證即使被測物存在過大傾角或曲面，也可以進行高精度的形狀測量。針對漫反射表面共焦位移傳感器測頭可以達到±87°，針對鏡面反射共焦位移傳感器各種測頭基本都可以達到±20°以上。日系及國產光譜共焦位移傳感器因為此參數非常低，多數未明確標出。角度特性差會導致眾多異形位置無法正常測量。測量非平面表面，尤其針對3D玻璃輪廓、點膠膠水高度及高光金屬表面段差時，必須使用高端光譜共焦傳感器。
測量光斑更小
激光位移傳感器由于其采用三角測距原理并且光斑大，測量段差及間隙時，存在多面反射導致形狀輪廓失真、邊緣位置異常波動、檢測精度下降等問題。采用光譜共焦測量技術且測量光斑最小可至10μm，可以測量出清晰的外形輪廓，并且可以保證非常高的測量精度。
不同材質表面可穩定測量
激光位移傳感器針對漫反射和鏡面反射表面必須為兩種安裝方式，甚至必須要兩種形式測頭無法同時穩定測量不同的反光表面。光譜共焦傳感器不需要針對每一種材質進行重新安裝或調節，對于存在多種材質的被測物可以只用一個傳感器，一種安裝方式穩定測量，不同材質交界處也可以穩定測量。光譜共焦位移傳感器擁有非常高的掃描精度，可以測量粗糙度，符合ISO2587國際標準。激光位移傳感器完全無法實現粗糙度測量，日系和國產光譜共焦傳感器因為光斑過大，分辨率不夠也無法實現粗糙度測量。測量攝像頭、鏡片與托圈、LOGO段差時，必須使用高端光譜共焦傳感器。
可運動中編碼器同步硬觸發
光譜共焦測量技術因其卓越的分辨率從研發之初就是作為一種掃描測量的傳感器，可以實現運動中掃描測量，不像是傳統激光位移傳感器只能做定點高度測量。中國自動化行業的設備商還未完全實現通過在運動過程中給硬件I/O觸發或者讀取編碼器信號的方式進行全速的運動中測量。擁有自己的編碼器轉換和分頻模塊，可以將編碼器差分或單端信號轉換成I/O觸發給傳感器，同時解決傳統方式使用軟觸發測量效率低、穩定性差以及同步性差的問題，讓客戶輕松實現運動中測量。
可解決空間和測量區域限制
傳統激光位移傳感器利用三角測距法，監測感光元件上的反光光點位置變化來測量距離的變化。其最大的弊端就是接收端同發射端不在同一位置，非常容易受到空間中各個表面的反射干擾。在使用中需要針對現實情況進行苛刻的角度傾斜或者方向的旋轉。傳感器為共焦光路，無方向限制，在相同安裝條件下，可在所有方向進行移動測量，在測量一些盲孔、窄縫等狹小的被測區域時必須使用高端光譜共焦傳感器。
不使用移動平均
傳統的激光位移傳感器在數據顯示輸出時都需要加1024次甚至更高的移動平均，來解決被測物多重反射誘發的測量值跳動，及傳感頭的朝向和測量線的方向偏差造成相差導致的測量值波動問題。移動平均會導致測量精度劣化，掃描形狀嚴重失真。光譜共焦技術的穩定性遠遠高于傳統的激光位移傳感器，光譜共焦位移傳感器均采用無移動平均模式顯示和輸出測量值。日系及國產光譜共焦位移傳感器因為自身穩定性差，也都需要加1024次甚至更高的移動平均來讓測量數據穩定。需要掃描識別劃痕、拐點邊沿等真實表面形貌時，必須使用高端光譜共焦傳感器。
有強大的技術支持
光譜共焦位移傳感器擁有超強的測量能力，但是需要專業人員給予正確的軟件及電氣方案設計才能實現。部分傳感器廠家因為無法提供專業的技術方案和支持而導致自動化設備商眾多項目上未將光譜共焦位移傳感器的測量能力發揮到極致。沒有大批的純銷售人員，更多的是可以去客戶現場真正懂得電氣知識可以接線調機的工程師，可以到客戶現場直接給客戶編寫程序的工程師。
光譜共焦位移傳感器在產生之初主要應用于一些實驗室的離線高精度測量。隨著自動化測量要求的不斷提高，光譜共焦位移傳感器逐步被應用到自動化測量設備上，14年初歐洲共焦位移傳感器廠商還未將中國市場放入眼中，他們認為中國市場用量只占其全球市場的20%左右，光譜共焦位移傳感器更多是在歐美的汽車和手表等高附加值產品的自動化測量中使用。T
