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表面轮廓仪什么原理?求大神解答??

发布时间:2024-04-26 07:50:10作者:机电行业

  题主问的应该是光学3D轮廓测量仪吧,光学3D轮廓测量仪是精密光学测量设备,振动会对其测量精度造成扰动,所以都会配有隔振平台,见下图:

  光学3D轮廓仪是利用光学显微技术、白光干涉扫描技术、计算机软件控制技术和PZT垂直扫描技术对工件进行非接触测量,还原出工件3D表面形貌宏微观信息,并通过软件提供的多种工具对表面形貌进行各种功能参数数据处理,实现对各种工件表面形貌的微纳米测量和分析的光学计量仪器。

  光学3D轮廓测量仪只需操作者装好被测工件,在检定软件上设定物镜倍率和测量模式后点击“开始”按钮,光学物镜会对工件表明上进行自动对焦和非接触扫描,并按设定的位置做测量,软件界面会实时扫描物体宏微观表面形貌;扫描结束后,操作者可通过分析工具对生成的3D形貌做多元化的分析,得到如轮廓、厚度、粗糙度、体积等多种表面形貌测量分析数据。

  详细说明能进入:SuperView W1光学3D轮廓测量仪 - 激光干涉仪,测长机,轮廓测量仪,螺纹综合测量机-深圳市中图仪器股份有限公司

  目前,市场上的产品分两类:1.接触式。接触式的原理与留声机用唱针去感觉塑料唱片表面凸凹的原理一样,通过软件记录镜片表面的高低起伏(PV值: Peak to Valkey 峰谷值)。它的特点是测量速度相对较快,自带气浮平台减震,适用于粗磨镜片的面形检测。检测结果能导出很多不同格式的电子文件,方便金刚石单点车等铣磨加工机直接导入并读取数据,从而自动对面形不规则的地方进行修形。2. 非接触式面形测量机。由于抛光后的镜片不方便接触其表面,于是出现了激光干涉的检测技术。典型的菲索激光干涉原理,打个形象的比方的话,就是用光波来扮演声呐的角色,蝙蝠靠声呐识别物体大小和形状,听声识别障碍物。干涉仪用光波的波长来测量物体的大小和形状。因为激光偏振后相干性好,不需要超强照度光源带来的明暗条纹难以识别的问题,所以采取了激光进行干涉。而,所选激光的波长是非常短的(常用500多纳米的或642纳米波长的激光),所以很容易得到光学镜片表面细微凸凹的信息。那么,干涉仪是怎么来识别表面是否光滑呢?观察干涉条纹的形状是否是规则的几何图案,如:平行直线,同心环,椭圆环,反椭圆或挑角类矩形。镜片上不规则的局部表现在条纹图案上就是条纹的局部畸形。那么,具体是谁和谁在相互干涉呢? 是作为参考的光滑镜片标准光滑透镜下(外)表面的反射光与被测镜片上(内)表面的反射光合流,由于,这两个镜片之间是有距离的,所以,两束光折返点一近一远,走过的路程也就一长一短,一部分光是从参考镜直接反射回来的,另一部分光是透射参考镜后,从被测镜片上表面反射,再二次穿透参考镜而反射回来的。这两部分反射光的光波经过空气介质和玻璃介质的数量因此不同,而光在不同介质里传播的速度是不一样的,所以两部分光的光波就不再同步了,不同步的两个光波相互叠加,从电脑显示器上看,就汇成了很多个固定间距的黑白间隔的条纹,这就是干涉波纹。一黑一白就表示半个波长。就好像池塘里扔两颗石头,石头大小不同,激起的水波纹大小不同,石头落水有先后,先后激起水波纹,当两个波纹相遇了,就会峰谷叠加或峰谷抵消,汇成一个波纹,波峰到波谷就是正弦曲线的半个波长。光波的干涉与水波的干涉是一个道理。早先的斐索干涉仪只可以通过条纹的畸形发现镜片表面的凸凹缺陷,对镜片面形作定性分析。现在,随技术的进步,已能通过精密加工的零件、精密测量所使用的软件对缺陷进行定量分析了。整套光学系统精度高的干涉仪,其面形测量精度能够达到300分之兰姆达(一个兰姆达就是一个波长,600纳米左右。)因为,环境振动甚至空气扰动都会影响光波的干涉,因此,高精度干涉仪中还出现了抗振设计,比如:马尔有一款检测光学非球面与球面镜片面形通用的FI 3100 VB就是一台已达变态至高境界的高精激光干涉仪。蛇吃青蛙正常,但是,青蛙吃蛇就属于变态。大千世界无奇不有,据说这款VB型号的激光干涉仪就声称“不怕振,求振,唯恐不振。” 求证: 马尔上海服务热线:。除了能检测面形,利用光波极短的特点还可以把光波的波长当成一把尺子的刻度,进行包括长度在内的其他各种各样的精密计量。于是,又有了除光学镜片面形测量之外用途的各种其他激光干涉仪。

  干涉条纹是轮廓仪能否测试成功的关键。牛顿环,杨氏双缝干涉,都和它有关。干涉现象及干涉条纹的出现对于光学测量微小变形具备极其重大意义。

  我司轮廓仪为光学轮廓仪,该轮廓仪是利用非接触式光学干涉法测量样品表面,可对表明上进行快速、重复性高、高分辨率的三维测量,测量范围可从亚纳米级粗糙度到毫米级的台阶高度。

  原理:利用光的干涉原理即光程差相等时产生干涉条纹,通过马达驱动从而改变镜头与待测样品之间的距离带动干涉条纹的移动,达到对样品扫描的目的。最终得到样品的二维、三维形貌、表面粗糙度等特征。垂直扫描干涉也叫白光干涉,是一种用于测量各种表面高度形貌的具有纳米级测量精度的技术。它的优点是在任何的放大倍数下都能确保其纳米级的纵向分辨率。通常用于测量高低差值180nm以上样品,如图1。

  原理:利用光的干涉原理即光程差相等时产生干涉条纹,通过马达驱动从而改变镜头与待测样品之间的距离,由此产生相位偏移,带动干涉条纹的移动,达到对样品扫描的目的。最终得到样品的二维、三维形貌、表面粗糙度等特征。它是一种亚纳米级精度的专用于测量光滑的样品表面高度形貌的技术,优点是在任何的放大倍数下都能确保具有亚纳米级的纵向分辨率,只需要用2.5倍的镜头就能够实现超高的纵向分辨率的大视场测量。通常用于测量高低差值130nm以下样品,对环境的要求很高(包括震动,噪声等),如图2。

  (1)与台阶仪相比,光学轮廓仪不但可以测试样品台阶高度、膜厚,还能测表面粗糙度及形貌;

  (3)与原子力显微镜(AFM)相比,光学轮廓仪的测试面积范围更广,可以测试的样品种类更齐全。

  (1)材料表面粗糙度(线粗糙度,面粗糙度)的测量,精度可达纳米级到微米级别;

  (3)观察材料表面的微观结构(体积,角度,曲率半径等),材料表面波纹度,翘曲度,同时得到材料表面粗糙度。

  块状、薄膜等待测样品尺寸:高度小于4 cm;待测样品需要具备能够形成干涉条纹等特征(表面不能太粗糙,样品不能是全白或者全黑,会吸光导致不能形成干涉条纹)。

  粗糙度是衡量表面形态不规则度的指标,也是描述表面特征的重要参数。通常用光学显微镜、扫描电子显微镜等仪器来进行传统的测量方法,然而这一些方法容易受到环境影响,例如灰尘、温度等因素可能降低测量精度,而且还需要样品制备,不够方便快捷。

  轮廓仪是一款集成表面粗糙度和轮廓测量的高精度测量仪器,根据工作原理的不同,可分为接触式轮廓仪(使用触针)和光学3D表面轮廓仪(使用白光干涉仪)。那么轮廓仪测量粗糙度的原理是什么?

  SJ5730高精度探针式轮廓仪通过传感器将被测表面的微观起伏转换成电信号,再经放大、运算处理后由积分表指示出Ra值,或将信号送入记录仪画出轮廓图形。

  SuperViewW1光学3D表面轮廓仪(白光干涉仪)是利用干涉原理测量光程之差从而测定有关物理量的光学仪器。两束相干光间光程差的任何变化会非常灵敏地导致干涉条纹的移动,而某一束相干光的光程变化是由它所通过的几何路程或介质折射率的变化引起,所以通过干涉条纹的移动变化可测量几何长度或折射率的微小改变量,从而测得与此有关的其他物理量。

  轮廓仪测量可用于评估物体表面的粗糙度。描述样品表面的粗糙程度主要使用表面轮廓参数Ra。通过计算表面参数的平均离差来得出Ra值,它是多次测量结果的平均值。Ra值越高,说明表面越粗糙,越不规则。

  轮廓仪被大范围的应用于制造业中,用于检测不同表面的粗糙度。举例来说,在汽车制造业中,轮廓仪常被用来测量汽车零部件的表面,如发动机缸体、轮毂及制动器。而在航空工业中,轮廓仪则可用于测量飞机涡轮叶片以及航空发动机缸体表面的粗糙度。

  为什么没人直接回答:不管哪一种,气浮减震跟仪器测量都没有必然的联系。跟汽车减震器一样的作用。