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高分辨率便携式表面轮廓仪采用MicroEpsilon的共焦位移传感器

发布时间:2017-12-18

Micro-Epsilon公司的高精度optoNCDT 2401共聚焦位移传感器采用了一种新型的非接触式测量系统,可提供便携的表面轮廓,成像和厚度测量,达到纳米分辨率。

Hornet3D是由位于北安普敦郡布拉克利的系统集成专家Rhombus VS Ltd开发的一种新型计量系统。该公司为包括半导体制造,光伏,显示器,电子,医疗,军事,汽车,喷墨印刷和薄膜太阳能电池板在内的众多行业开发视觉,非接触式计量和自动化应用的定制解决方案。

菱形的多学科工程师团队在高精度加工和运动控制,集成软件解决方案,零件处理,机器人集成,光束分析,激光加工,振镜扫描和校准方面拥有丰富的经验。定制系统可以采用多种形式,从小型独立台式平台到完全集成的20吨系统,用于搬运大型玻璃基板。

Hornet3D是公司的最新发展,是一个灵活的模块化系统,可以针对特定的表面轮廓分析应用进行定制。该系统可以指定一系列不同的传感器和相机,包括Micro-Epsilon的optoNCDT 2401共焦位移测量传感器。

Hornet3D包括一台带有集成传感器的模块化Z轴夹具的X-Y扫描仪和舞台平台。该系统是完全可扩展的。如果需要的话,传感器或显微镜可以很容易地移除并替换为一个替代的单位,在测量范围和分辨率方面为用户提供了灵活性。舞台平台可根据客户要求制作更大或更小的平台。大黄蜂提供的X-Y轴分辨率可达0.1微米。 Micro-Epsilon的optoNCDT 2401共焦传感器提供的Z轴分辨率可低至10纳米,取决于扫描参数,采样率为0.1至20kHz。

该系统还包括菱形的集成SurescanTM软件,使用户可以定义扫描区域和分辨率。可以创建2D假色彩图,完整的3D动画图像,用于样品分析和测量的横截面分析以及基本的报告生成。数据也可以导出到第三方软件包和生成报告。

Rhombus VS Ltd技术总监Graeme Elliner评论说:“大黄蜂已经开发了一年多了,并且不断地得到改进,当我们寻找合适的传感器供应商时,传感器的两个最重要的选择标准是光斑尺寸和Z轴的分辨率,从技术上讲,Micro-Epsilon的共聚焦位移传感器系列在市场上具有最好的性价比。

Elliner补充道:“我们也喜欢optoNCDT 2401是为恶劣的工业环境而设计的,optoNCDT 2401传感器系统在共焦位移技术方面处于市场的高端地位。

optoNCDT 2401共焦彩色传感器系统包括一个基于LED的控制器和一个传感器,通过光纤电缆连接,最长可达50米。该系统没有移动部件,因此无磨损。传感器设计有三种选择:2400,2401和2403系列,它们一起覆盖超过24种不同的测量范围。此外,世界上最小的共焦传感器,2402系列,直径只有4毫米,典型的长度为40-50毫米。 ATEX认证版本也可用。

optoNCDT 2401是一款紧凑型传感器,具有较大的隔离距离,能够对诸如玻璃和塑料等透明材料以及基材和层压板等多层表面进行单面厚度测量。该传感器为微观表面分析提供了极高的空间分辨率。光斑直径下降到7微米。 3毫米量程传感器的分辨率是0.12微米。

Graeme Elliner继续说道:“我们所有的系统都必须以微米为单位进行测量,所以我们选择的传感器必须能够支持这种精度水平。在过去的12个月中,我们与Micro-Epsilon建立了一个非常好的双向工作关系如果Micro-Epsilon有一个具有特定计量问题的客户,Rhombus可能会被要求使用其系统集成专业知识来帮助设计一个完整的解决方案。在英国市场,这种类型的关系对于解决OEM的测量问题至关重要用户,他们希望一个完整的系统解决方案由单一来源提供。“

共焦测量原理使用多色白光,该多色白光使用多透镜光学系统聚焦到目标表面上。透镜被安排成使得通过控制的色差将白光分散成单色光。到目标的特定距离通过工厂校准分配给每个波长。只有准确聚焦在目标上的波长被用于测量。从目标表面反射的这种光线通过共焦孔径传送到光谱仪,该光谱仪检测和处理光谱变化。

使用共焦原理时可以达到极高的分辨率。在纳米范围内的分辨率可以通过扩大色谱来实现。由于焦点中的颜色用于距离信息,共焦传感器具有非常小的测量点,这也使得测量微小物体成为可能。即使是表面或衬底上最小的划痕也能被可靠检测到。

传感器的光束路径紧凑且同心,使得系统能够测量钻孔内部,由于阴影的形成,其他光学测量方法(例如激光三角测量)难以实现甚至不可能实现。

Graeme Elliner总结道:“共聚焦位移传感器与我们的Hornet系统非常匹配,因为它们在设计上是模块化的,有一个标准的控制器和接口,只需要更换传感器头,也可以使用长的电缆,所以我们可以解决大多数的应用问题,迄今为止我们已经在广泛的应用中使用了共焦传感器,包括印刷电路板中轨道的表面轮廓,测量薄膜太阳能电池板的厚度,玻璃基板,激光微加工,喷墨打印甚至髋关节的磨损。“

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