在任何領(lǐng)域中，選擇適合工作的正確工具是最大化效率、最小化成本并最終確保成功的最佳方法。該原理對(duì)于以納米級(jí)分辨率進(jìn)行的精密測(cè)量一樣有效。但是，需要一種更加精確的方法來滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)、醫(yī)療技術(shù)、精密光學(xué)和其他行業(yè)的嚴(yán)格要求。

激光傳感器的精確性使其成為工業(yè)測(cè)量任務(wù)的首選工具。關(guān)鍵原理是三角剖分，它利用配備有激光二極管、接收器元件和濾波多透鏡光學(xué)系統(tǒng)的傳感器。激光束從二極管發(fā)射到物體表面，然后通過透鏡反射回并投射到位置敏感接收器上，例如電荷耦合器件（CCD）或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）陣列。當(dāng)對(duì)象沿著皮帶或輥?zhàn)拥染€性軸移動(dòng)時(shí)，反射光會(huì)改變位置。這使得它的位移可以由一個(gè)控制器進(jìn)行數(shù)字分析，該控制器位于傳感器上，然后轉(zhuǎn)化為測(cè)量值。

激光三角剖分可以在多種表面上進(jìn)行，從而產(chǎn)生多種不同的測(cè)量類型。其中包括位置、厚度和振動(dòng)之類的整體測(cè)量，以及輪廓、間隙和輪廓之類的二維和三維測(cè)量?？梢岳眉す馐男〕叽鐏韺?shí)現(xiàn)從短距離到非常小的物體的快速、高分辨率的測(cè)量。因?yàn)閷?shí)際上只有光束接觸表面，所以該過程是非接觸且無磨損的。

最重要的考慮因素是傳感器的配置。有許多選項(xiàng)可以適應(yīng)測(cè)量任務(wù)本身的獨(dú)特情況。

紅色激光傳感器

采用紅色激光的標(biāo)準(zhǔn)傳感器配置覆蓋所有測(cè)量的60％至70％。紅色激光在接近紅外光譜的范圍內(nèi)工作，具有長(zhǎng)波長(zhǎng)（670 nm）和高強(qiáng)度的特性，可以準(zhǔn)確地跟蹤非反射目標(biāo)和快速移動(dòng)的物體。由于紅色激光已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)一段時(shí)間，因此可以提供多種變化的紅色激光。它們通常是任何測(cè)量任務(wù)的最佳選擇，最具成本效益的解決方案，尤其是在高分辨率的動(dòng)態(tài)測(cè)量方面，更具優(yōu)勢(shì)。

橢圓形小光斑的紅色激光傳感器

但是，由于各種特殊情況，紅色激光的準(zhǔn)確性受到挑戰(zhàn)。例如，鏡面（高反射率）表面會(huì)對(duì)反射光束產(chǎn)生“斑點(diǎn)”效果失真。激光的高強(qiáng)度還會(huì)在某些表面（尤其是有機(jī)、半透明和透明的材料）上產(chǎn)生光的穿透和擴(kuò)散，從而導(dǎo)致反射光變得模糊。

粗糙且結(jié)構(gòu)化的表面也會(huì)產(chǎn)生不均勻的噪聲。通過使用經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的傳感器發(fā)出橢圓形斑點(diǎn)，三角剖分圍繞激光線而不是激光點(diǎn)發(fā)生，然后可以對(duì)表面質(zhì)量進(jìn)行平均以濾除干擾。這就是橢圓形小光斑的紅色激光傳感器的場(chǎng)景應(yīng)用。

藍(lán)色激光傳感器

紅色激光遇到的許多挑戰(zhàn)可以通過光束的顏色解決。藍(lán)色激光從光譜的另一端開始工作，它的光譜接近紫外線，使它們的波長(zhǎng)更短（405 nm），強(qiáng)度更低。這意味著在目標(biāo)表面上的穿透和擴(kuò)散較少，焦點(diǎn)更清晰，更穩(wěn)定。對(duì)于有機(jī)、半透明和透明的材料（包括某些塑料、粘合劑和玻璃），藍(lán)光激光器是首選。

如果目標(biāo)材料發(fā)出自己的紅外光（如加熱的發(fā)光金屬那樣），則產(chǎn)生的干擾將使紅色激光傳感器的讀數(shù)產(chǎn)生偏差。藍(lán)色激光是鋼加工行業(yè)最早的應(yīng)用之一，就是因?yàn)槠洳皇芗訜峤饘俚募t光干擾的影響。它們也已用于汽車應(yīng)用中，例如測(cè)量排氣歧管的振動(dòng)。經(jīng)過高度拋光的表面在藍(lán)色激光下表現(xiàn)良好，并且由于斑點(diǎn)引起的噪音也大大被降低了，通常被降低200％至300％。

藍(lán)色激光三角測(cè)量傳感器結(jié)合了特殊設(shè)計(jì)的元素，例如濾鏡和透鏡、接收器元件、控制器和分析算法。

傳感器選擇

選擇合適的激光三角測(cè)量傳感器是解鎖所有可用激光技術(shù)的關(guān)鍵。