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透析激光位移传感器的特点及如何选择

时间:2019-02-27 来源:新特光电 访问量:1006

激光位移传感器以其广泛的环境适应性,超高的检测频率和精度,被广泛应用于手机检测,机械加工,汽车制造,精密仪器,点胶机,铁路铁轨检测以及科研教学等领域。

激光测量原理是一种非接触式测量原理。这种类型的传感器特别适合测量快速的位移变化,且无需在被测物体上施加外力。而非接触测量对于被测表面不允许接触的情况,或者需要传感器有超长寿命的应用领用意义重大。

激光三角反射式测量原理基于简单的几何关系。激光二极管发出的激光束被照射到被测物体表面。反射回来的光线通过一组透镜,投射到感光元件矩阵上,感光元件可以是CCD/CMOS或者是PSD元件。反射光线的强度取决于被测物体的表面特性。

传感器探头到被测物体的距离可以由三角计算法则精确得到。采用这种方法能够得到微米级的分辨率。根据不同型号,测量得到的数据会由外置或内置控制器通过多种接口进行评估。

点激光传感器投射到被测物体上形成一个可见光斑,通过这个光斑可以非常简便的安装调试探头,因此点激光传感器被应用到非常多的领域,成为精密距离测量的热门选择。根据不同设计,光学测量原理最大允许测量距离达到1m。根据测量任务的需要,可以选择非常小的量程,但是具有极高测量精度。或者选择大量程,但是测量精度会有所下降。

该传感器采用了全球专利技术—--锥光偏振全息技术,此技术相较于各种工业应用的标准距离测量方法明显更具优势,此传感器无运动部件所以产品的稳定和精度更好。

锥光全息测距是利用反射物体的偏振特性的一种技术。该技术的核心是一种各向异性晶体:穿过晶体的光线分裂相同路径但正交偏振的两部分。晶体的各向异性结构迫使每一个偏振光以不同的速度传播,从而在它们之间产生相位差。这种相位差能随被测物体的距离变化而形成干涉图样。

它是如何工作的?

传感器产生激光光束投射到被测物体上,所有的反射光线通过物镜收集进入锥光模块对产生的干涉图样进行分析,以确定物体的距离。

产品优势

该传感器采用了全球专利技术—--锥光偏振全息技术,此技术相较于各种工业应用的标准距离测量方法明显更具优势,超过标准的距离测量方法用于各种工业应用中的优势。此传感器无运动部件所以产品的稳定和精度更好。相较于标准三角测量法,我们的技术在测量系统中有很大的优势。两个主要优点如下:

  • 共线性:此传感器输出的激光束与反射信号同轴。利用这种共线性传感器可通过折叠光学和最大可测角度范围为空间170°(±85°)来测量内孔。结合中继光学的能力使传感器可以在激光焊接/切割应用和机器视觉应用相同的聚焦透镜。

  • 低电子噪声依赖性:整个检测器用于评估单个空间频率,使测量具有高噪声弹性。此外,如果某些光被阻挡,其他区域可以提供足够的测量信号。

传感器的独特特性:

  • 高分辩率及重复性:在一个较大的工作范围内,传感器可以保持较高的分辨率和重复性。

  • 用途广泛性能稳定:传感器受被测物体的材质和表面特性影响小,不需喷涂显像粉即可对不同材质的高反射、漫反射及粗糙表面进行直接测量。(极少数特殊材质除外)

  • 孔及复杂几何表面的测量:得益于传感器的同轴性,可对深孔,狭窄插槽、凹槽及盲孔进行高精度测量。

  • 大范围可测角度:我们的激光传感器的最大可测角度范围为空间170°(±85°),这一技术使得传感器可以真实还原被测物体的复杂表面的每一个微小细节,且不会对被测物体造成任何损坏

那么如何选择合适的激光位移传感器呢?

  1. 注意被测物结构和材料,通常激光位移传感器测量需要完整的三角光路。被测物如果有深槽或复杂表面,可能会导致三角光路被遮挡,从而无法测量。还有一些吸光材料,如黑色橡胶等材料,大部分光强会被吸收,这时需要合理调节曝光时间以获得足够测量信号。另外反光很强,或镜面反射被测物,可能会导致光线垂直返回而没有形成漫反射,也会导致测量效果不佳。所以使用激光位移传感器时,一定要先与厂家充分沟通,不要想当然人为可以测,结果却不好。

  2. 参数选择,很多厂家都提供多个级别的激光位移传感器供客户选择。常用于选择激光位移传感器的指标包括传感器的精度,该参数也有其他称呼,如线性度、绝对误差等。指的是传感器的测量值偏离理论真实值的偏差程度。这个参数直接反应测得准不准。第二个就是分辨率,这个参数指传感器做出示数变化所需要的最小位移变化量,通常分辨率参数值要小于精度。第三个是测量速度,测量速度直接决定测量是否可以跟得上被测物的变化速度,能否完整反应位移变化的全过程。对测量速度要求高的场合常见于振动测量。当然除此以外,还有很多参数可以决定传感器的性能,包括能够承受环境温度指标,能够承受的振动和冲击指标等等。为什么要选择合适的指标呢?因为越高的技术参数一定意味着制造工艺的复杂和难度提升,也必然价格昂贵。所以各位制定测量要求时,一定不要凭空想象。大家要记住,没有无代价的指标提升,每一个高指标背后都是真金白银的付出。另外选择激光位移传感器时,要特别注意一点,各家厂商对参数的标注标准是不一样的。如德国品牌,通常标注的是真实参数,甚至是保守参数。而日系品牌,在标注时,会以平均后的结果为准。看参数表时,要仔细看看下面的小字,日系品牌超高的参数往往源自多次平均后的结果。光学测量会产生一些毛刺,通过平均的方法可以大大平滑测量结果。

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