光谱共焦位移传感器原理

1、光谱共焦位移传感器原理混色光是由众多不同波长光芒组成的，我们称之为光谱。全部不同波长的可见光重叠在一起，形成白光。人类肉眼可见光的波长范围从400nm (蓝光)到700nm (红光)。通过透镜，不同色彩的光不会聚焦到同一个点上。这种现象称为色差透镜错误或者叫色差透镜偏差。尽人皆知，自然界的日光属白光一种，白光不是最清纯的光，而是许多单色光组成的。光在不同介质中传扬可能会有角度偏差的现象产生，而实际的白光照耀下不同介质将有无数单线光的折射。光学材料（透镜）对于不同单色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小（这也是不同望远镜所谓的色差不同的缘由），同一薄透镜对

2、不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地罗列在光轴上（不同的单色光的波长是不同的）这样成像就产生了所谓色差透镜错误。色差透镜错误使成像产生色斑或晕环。在摄影器材中，应通过特别处理，尽量消减色差透镜错误导致的成像问题。常用的消退办法有双胶合系统与双分别系统。一面单透镜的色差造成对不同波长的色光产生了不同的焦距对于消色差双合透镜而言，可见光的波长近似具有相等的焦距具有抵消色散属性的衍射光学器件可以用来矫正色差而光谱共焦测量办法恰恰利用这种物理现象的特点。通过用法特别透镜，延伸不同色彩光的焦点光晕范围，形成特别放大色差，使其按照不同的被测物体到透镜的

3、距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射光的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。这一过程与摄影器材通过各种办法消减色差的过程正巧相反。为了得到上述特别的色差，需要在探头内用法若干特别透镜，用来按照所需量程将光芒分解。最后用法一个凸透镜，将传感器探头射出的光芒聚集在一条轴线上，形成所谓的焦点轴线。假如不用法凸透镜，传感器探头射出的光将簇拥开来，测量也就无法举行了。白色光通过一个半透镜面到达凸透镜。上述特别色差就在这里产生。光芒照耀到被测物体后发生反射,透过凸透镜，返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上，小孔只允许聚焦最好的反射光通过。透过穿孔盖板

4、的光是一组含糊光谱，也就是说若干不同波长的光都有可能穿过小孔照在ccd感光矩阵单元上。但是惟独在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强，在ccd感光矩阵上产生一个显然的波峰。在穿孔盖板后面，需要一个分光器测量反射光的色彩信息。分光器类似一个特制光栅，可以按照反射光的波长，增加或削弱折射率。因此，ccd矩阵上的每一个位置，对应一个测量物体到探头的距离。在囫囵量程上，共可以得到超过30,000个测量点。这里只计算光芒波长，用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量结果。 这意味着，无论有多少反射光从被测物体反射回归，测量的距离结果可能是不变的。由

5、于反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。因此，采纳德国米铱的光谱共焦传感器，即使被测物体是强吸光材料，如黑色橡胶；或者是透亮材料，如玻璃或者液体，都可以举行正常牢靠的测量。光谱共焦位移传感器与激光位移传感器的对照：新技术，新可能用法光谱共焦测量技术，可以得到超高辨别率。纳米级辨别率源于上述经过特别处理得到的加长光谱范围。因为采纳检测焦点的色彩，得到距离信息，光谱共焦传感器可以采纳十分小的测量光斑，从而允许测量十分小的被测物体。这也意味着，即使被测表面有十分轻微的划痕，也逃不过光谱共焦传感器的眼睛。因为光谱共焦传感器的光路十分紧凑和集中，使其十分适合测量钻孔结构。而其他测量方式，如激光三角反射式测量，对于小孔往往无能为力，由于小孔形成的阴影会遮挡反射光的光路，无法举行测量。针对这种小孔测量任务，德国米铱推出了ifs 2402微型光谱共焦传感器探头。这种探头拥有仅4mm的探头直径，可以探入小孔内部举行测量。因为测量只用法白光，无需额外附加激光平安措施。因为探头本身不含有任何，传感器探头还可以被用于有防爆要求的环境或者有电磁干扰要求的环境。而控制器可以被放置于平安距离以外。允许最长50m的光纤衔接探头和控制