光電檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用講作徐熙平.ppt

1、光電尺寸檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用,報(bào) 告 人： 徐熙平,報(bào)告內(nèi)容,一、光電檢測(cè)技術(shù)概述 二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀 三、我校開(kāi)展的主要研究工作 四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用 五、涉及知識(shí)結(jié)構(gòu),1.1 定義 光電檢測(cè)技術(shù)是光學(xué)與電子學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生一門新檢測(cè)技術(shù)，他是利用電子技術(shù)對(duì)光信息進(jìn)行檢測(cè)，并進(jìn)一步傳遞、存儲(chǔ)、控制、計(jì)算和顯示等。 1.2 檢測(cè)對(duì)象 可以檢測(cè)一切能夠影響光量或光特性物理量。如位移、長(zhǎng)度、角度、振動(dòng)、力、壓力、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、溫度、流量、液位、濕度、濃度、成分及圖象等。 1.3 檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一、光電檢測(cè)技術(shù)概述,待測(cè)對(duì)象,光電傳感器,信號(hào)采集,信息處理,結(jié)果顯示,1.4 優(yōu)點(diǎn) 非接觸、響應(yīng)速度高

2、、測(cè)量精度高、應(yīng)用范圍廣。 光電檢測(cè)技術(shù)包含十分豐富的內(nèi)容，從光信息的獲得，光電轉(zhuǎn)換到電信號(hào)處理和智能化控制等方面，都有很大的差異，光電檢測(cè)也沒(méi)有固定的模式，同一個(gè)參數(shù)的測(cè)量也可以用不同的方法實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵是根據(jù)具體要求，設(shè)計(jì)并選擇能滿足檢測(cè)精度、檢測(cè)范圍、使用場(chǎng)合、操作難易、自動(dòng)化水平等諸方面要求的最合理的方案。 現(xiàn)在國(guó)際上利用光電檢測(cè)方法進(jìn)行各種幾何尺寸、形狀和形位誤差等參數(shù)的測(cè)量，采用的原理和方法也是多種多樣的?，F(xiàn)就國(guó)外幾個(gè)有代表性的光電尺寸檢測(cè)儀器做以介紹。,一、光電檢測(cè)技術(shù)概述,2.1 徑向測(cè)量技術(shù),美國(guó)AEROEL公司采用激光掃描方法研制的ALS40型高精度在線非接觸式雷射測(cè)微儀。其主

3、要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量范圍：0.223mm 分辨率:0.1m 測(cè)量精度: 0.2m 它非常適合下列產(chǎn)品的外徑徑向偏差值檢測(cè):電力電纜線、擠壓成型產(chǎn)品、鋼棒和鋼管、抽拉加工線材、鋼索和鋼絲、磁性(漆包)線材、光纖、醫(yī)療管材等。,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,AEROEL 公司采用光學(xué)分光法研制的ALS13XY型雙向測(cè)微儀 ， 測(cè)量范圍：0.110mm 分辨率:0.1m 重復(fù)精度: 0.3m 可同時(shí)測(cè)量相互垂直兩個(gè)方向的不圓度。,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,日本Keyence公司生產(chǎn)的以線陣CCD為光電器件的尺寸檢測(cè)儀 高速線性CCD和遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng) 每秒2400個(gè)樣本的高速取樣 重復(fù)性精度： 0.06m,二、光電尺寸

4、檢測(cè)現(xiàn)狀,LS-7030 型激光測(cè)微計(jì) 測(cè)量范圍0.330mm 測(cè)量精度2m 重復(fù)性0.15m,LS-7010 型激光測(cè)微計(jì) 測(cè)量范圍0.046mm 測(cè)量精度0.5m 重復(fù)性0.06m,日本Keyence公司研制的兩種測(cè)徑儀,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,Tsi公司研制的Holix 系列激光掃描檢測(cè)儀測(cè)量原理,測(cè)量速度：1167-2833次/秒 精度：2.5m（單次） 7.5m（單次） 測(cè)量范圍：0.038-6.4mm 1.0-48.0mm,兩種測(cè)量系統(tǒng)（TS5000、2833型）,用于光纖生產(chǎn)線在線測(cè)量,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,我國(guó)的光電檢測(cè)技術(shù)起步較晚，但發(fā)展迅速，經(jīng)過(guò)近二十年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有了長(zhǎng)

5、足的進(jìn)步。迄今為止，一大批新研制的光電檢測(cè)儀器已進(jìn)入了實(shí)用階段，其中有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，并且正向著高度集成化、柔性化方向發(fā)展。 現(xiàn)就幾種有代表性的國(guó)內(nèi)檢測(cè)儀器做以介紹。,臺(tái)灣生產(chǎn)的Laser mike 雷射測(cè)徑儀,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,西安達(dá)盛公司生產(chǎn)的測(cè)徑儀 測(cè)量范圍：0.525mm 測(cè)量精度: 0.01mm 測(cè)量速度: 10次/秒,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,單向/雙向/便攜/旋轉(zhuǎn)四種類型 高掃描速度600次/秒 高重復(fù)性1m 最多可同時(shí)測(cè)量12個(gè)數(shù)據(jù)（外徑、縫）,北京SD1激光掃描測(cè)徑儀,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,測(cè)量范圍： 0.230 mm 測(cè)量精度： 3m, 線性2m， 重復(fù)

6、性精度0.5m 顯示方式： 點(diǎn)陣液晶（19264）和7位LED數(shù)碼管 分 辨 率： 0.0001 mm 掃描速度： 1800次/秒,TLSM100激光掃描測(cè)微儀(北京時(shí)代集團(tuán)),二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,主要技術(shù)指標(biāo): 單向 測(cè)量精度: 0.003mm 分辨率:0.001mm 測(cè)量范圍:130mm 雙向 測(cè)量精度: 0.002mm 分辨率:0.001mm 測(cè)量范圍:120mm,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,激光測(cè)徑儀的自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)識(shí)別應(yīng)用實(shí)例,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,線性達(dá)到0.1 超長(zhǎng)測(cè)量距離達(dá)到750mm（LK長(zhǎng)距離系列） 分辨率:1m(LK-031) 測(cè)量不受色彩、表面材質(zhì)或離散光線所影響 30m直

7、徑激光射束光點(diǎn),2.2 軸向測(cè)量技術(shù),日本Keyence公司研制的LK系統(tǒng)位移傳感器,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,測(cè)量CD磁頭的跳動(dòng)量,測(cè)量電路板芯片引腳排列,測(cè)量電路板芯片的相對(duì)高度,測(cè)量圓鐵薄片的厚度,國(guó)外典型廠家還有：美國(guó)Zygo公司，英國(guó)Renishaw公司，瑞士Zambach公司， 德國(guó)Zeiss和Opton公司，日本安立、三菱、松下公司等。,位移計(jì)的幾種應(yīng)用方法,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,2.3 光柵位移檢測(cè)技術(shù),直線光柵,圓光柵,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,2.4 空間坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù),三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,橋式測(cè)量機(jī),龍門式測(cè)量機(jī),水平臂測(cè)量機(jī),二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,車間型測(cè)量機(jī),二

8、、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,移動(dòng)式（或柔性）坐標(biāo)測(cè)量臂,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,新一代ATOS坐標(biāo)掃描儀,采用炭纖維框架，具有更好的機(jī)械穩(wěn)定性 采取新的相機(jī)安裝方式，提高操作穩(wěn)定性 在相機(jī)安裝架上集成激光測(cè)距點(diǎn) 穩(wěn)定的系統(tǒng)標(biāo)定 減少系統(tǒng)標(biāo)定的頻率 具有更高的精度,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,掃描大型零件,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,掃描復(fù)雜零件,差別顯示 石膏 1911 / 原型 2005,原件 - 2005,石膏模型,掃描模型,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,絕對(duì)激光跟蹤儀,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,全站儀與經(jīng)緯儀,二、光電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,全站儀,經(jīng)緯儀,2.5 X射線探傷技術(shù),二、光

9、電尺寸檢測(cè)現(xiàn)狀,工作原理,X射線管,三、我校開(kāi)展主要研究工作,激光掃描檢測(cè)技術(shù),三、我校開(kāi)展主要研究工作,激光位移檢測(cè)技術(shù),三、我校開(kāi)展主要研究工作,測(cè)量原理,模型分析,PSD輸出,三、我校開(kāi)展主要研究工作,激光測(cè)距技術(shù),脈沖法激光測(cè)距,相位法激光測(cè)距,三、我校開(kāi)展主要研究工作,透明材料厚度檢測(cè)系統(tǒng),設(shè)石英管的壁厚為,，根據(jù)幾何關(guān)系由OAB和OBC，可以求出BC值。,式中，,三、我校開(kāi)展主要研究工作,三、我校開(kāi)展主要研究工作,石英管壁厚光電在線檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)物圖,測(cè)量系統(tǒng)主體,控制器,石英管,三、開(kāi)展的主要研究工作,光柵直線位移檢測(cè)技術(shù),莫爾條紋原理圖,三、我校開(kāi)展主要研究工作,條紋寬度：,放大倍數(shù)：,光柵角位移檢測(cè)技術(shù),光電軸角編碼器原理結(jié)構(gòu)圖,編碼器的碼盤形狀,三、我校開(kāi)展主要研究工作,綜合檢測(cè)系統(tǒng),四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用,探頭結(jié)構(gòu),原理框圖,實(shí)物圖片,四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用,管道內(nèi)部疵病檢測(cè)系統(tǒng),曲臂光電綜合測(cè)量機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖,四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用,激光圓度測(cè)量系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu),激光圓度儀,四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用,飛輪齒圈總成綜合測(cè)量機(jī),飛輪齒圈總成圓跳動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用,四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用,CCD成像檢測(cè)高溫變形測(cè)量系統(tǒng)的工作原理,激光掃描石英管綜合測(cè)量?jī)x方案,四、綜合檢測(cè)方面的應(yīng)用,五、涉及知識(shí)結(jié)構(gòu),機(jī)械,光學(xué),電子學(xué),機(jī)械原理,工程制圖,互