光电检测技术及应用讲作-徐熙平2010.07.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光电尺寸检测技术及应用,报 告 人：徐熙平,报告内容,一、光电检测技术概述,二、光电尺寸检测现状,三、我校开展的主要研究工作,四、综合检测方面的应用,五、涉及知识结构,1.1,定义,光电检测技术是光学与电子学技术有机结合而产生一门新检测技术，他是利用电子技术对光信息进行检测，并进一步传递、存储、控制、计算和显示等。,1.2,检测对象,可以检测一切能够影响光量或光特性物理量。如位移、长度、角度、振动、力、压力、转矩、转速、温度、流量、液位、湿度、浓度、成分及图象等。,1.3,检测系统结构,一、光电检测技术概述,待测对象,光电传感器,信号采集,信息处理,结果显示,1.4,优点,非接触、响应速度高、测量精度高、应用范围广。,光电检测技术包含十分丰富的内容，从光信息的获得，光电转换到电信号处理和智能化控制等方面，都有很大的差异，光电检测也没有固定的模式，同一个参数的测量也可以用不同的方法实现,。,关键是根据具体要求，设计并选择能满足检测精度、检测范围、使用场合、操作难易、自动化水平等诸方面要求的最合理的方案。,现在国际上利用光电检测方法进行各种几何尺寸、形状和形位误差等参数的测量，采用的原理和方法也是多种多样的。现就国外几个有代表性的光电尺寸检测仪器做以介绍。,一、光电检测技术概述,2.1,径向测量技术,美国,AEROEL,公司采用激光扫描方法研制的,ALS40,型,高精度在线非接触式雷射测微仪,。其主要技术指标：测量范围：,0.2,23mm,分辨率,:0.1m,测量精度,:,0.2m,它非常适合下列产品的外径径向偏差值检测,:,电力电缆线、挤压成型产品、钢棒和钢管、抽拉加工线材、钢索和钢丝、磁性,(,漆包,),线材、光纤、医疗管材等。,二、光电尺寸检测现状,AEROEL,公司采用光学分光法研制的,ALS13XY,型双向测微仪,，,测量范围：,0.1,10mm,分辨率,:0.1m,重复精度,:,0.3m,可同时测量相互垂直两个方向的不圆度。,二、光电尺寸检测现状,日本,Keyence,公司生产的以线阵,CCD,为光电器件的尺寸检测仪,高速线性,CCD,和远心光学系统,每秒,2400,个样本的高速取样,重复性精度：,0.06m,二、光电尺寸检测现状,LS-7030,型激光测微计,测量范围,0.3,30mm,测量精度,2m,重复性,0.15m,LS-7010,型激光测微计,测量范围,0.04,6mm,测量精度,0.5m,重复性,0.06m,日本,Keyence,公司研制的两种测径仪,二、光电尺寸检测现状,Tsi,公司研制的,Holix,系列激光扫描检测仪测量原理,测量速度：,1167-2833,次,/,秒,精度：,2.5m,（,单次）,7.5m,（,单次）,测量范围：,0.038-6.4mm,1.0-48.0mm,两种测量系统（,TS5000,、,2833,型）,用于光纤生产线在线测量,二、光电尺寸检测现状,我国的光电检测技术起步较晚，但发展迅速，经过近二十年的发展，现在已经有了长足的进步。迄今为止，一大批新研制的光电检测仪器已进入了实用阶段，其中有相当数量的产品已达到了国际先进水平，并且正向着高度集成化、柔性化方向发展。,现就几种有代表性的国内检测仪器做以介绍。,台湾生产的,Laser mike,雷射测径仪,二、光电尺寸检测现状,西安达盛公司生产的测径仪,测量范围：,0.5,25mm,测量精度,:0.01mm,测量速度,:10,次,/,秒,二、光电尺寸检测现状,单向,/,双向,/,便携,/,旋转四种类型,高扫描速度,600,次,/,秒,高重复性,1m,最多可同时测量,12,个数据（外径、缝）,北京,SD1,激光扫描测径仪,二、光电尺寸检测现状,测量范围：,0.2,30 mm,测量精度：,3m,线性,2m,，,重复性精度,0.5m,显示方式：点阵液晶（,19264,）和,7,位,LED,数码管 分 辨 率：,0.0001 mm,扫描速度：,1800,次,/,秒,TLSM100,激光扫描测微仪,(,北京时代集团,),二、光电尺寸检测现状,主要技术指标,:,单向,测量精度,:0.003mm,分辨率,:0.001mm,测量范围,:1,30mm,双向,测量精度,:0002mm,分辨率,:0.001mm,测量范围,:1,20mm,二、光电尺寸检测现状,激光测径仪的自动测量和自动识别应用实例,二、光电尺寸检测现状,线性达到,0.1,超长测量距离达到,750mm,（,LK,长距离系列）,分辨率,:1m(LK-031),测量不受色彩、表面材质或离散光线所影响,30m,直径激光射束光点,2.2,轴向测量技术,日本,Keyence,公司研制的,LK,系统,位移传感器,二、光电尺寸检测现状,测量,CD,磁头的跳动量,测量电路板芯片引脚排列,测量电路板芯片的相对高度,测量圆铁薄片的厚度,国外典型厂家还有：美国,Zygo,公司，英国,Renishaw,公司，瑞士,Zambach,公司，德国,Zeiss,和,Opton,公司，日本安立、三菱、松下公司等。,位移计的几种应用方法,二、光电尺寸检测现状,2.3,光栅位移检测技术,直线光栅,圆光栅,二、光电尺寸检测现状,2.4,空间坐标检测技术,三坐标测量机,二、光电尺寸检测现状,桥式测量机,龙门式测量机,水平臂测量机,二、光电尺寸检测现状,车间型测量机,二、光电尺寸检测现状,移动式（或柔性）坐标测量臂,二、光电尺寸检测现状,新一代,ATOS,坐标扫描仪,采用炭纤维框架，具有更好的机械稳定性,采取新的相机安装方式，提高操作稳定性,在相机安装架上集成激光测距点,稳定的系统标定,减少系统标定的频率,具有更高的精度,二、光电尺寸检测现状,扫描大型零件,二、光电尺寸检测现状,二、光电尺寸检测现状,扫描复杂零件,差别显示,石膏,1911/,原型,2005,原件,-2005,石膏模型,扫描模型,二、光电尺寸检测现状,绝对激光跟踪仪,二、光电尺寸检测现状,二、光电尺寸检测现状,全站仪与经纬仪,二、光电尺寸检测现状,全站仪,经纬仪,2.5 X,射线探伤技术,二、光电尺寸检测现状,工作原理,X,射线管,三、我校开展主要研究工作,激光扫描检测技术,数学模型：,发射光学系统,：,JSY,系列激光扫描检测仪,基本型,JSY,系列激光扫描检测仪,扩展型,双发射式双向激光扫描检测系统原理,光式双向激光扫描检测系统原理,双路激光扫描检测系统原理,反射激光扫描检测系统原理,双路激光扫描检测系统,反射激光扫描检测系统,三、我校开展主要研究工作,激光位移检测技术,三、我校开展主要研究工作,测量原理,模型分析,PSD,输出,三、我校开展主要研究工作,激光测距技术,脉冲法激光测距,相位法激光测距,三、我校开展主要研究工作,透明材料厚度检测系统,设石英管的壁厚为,，根据几何关系由,OAB,和,OBC,，可以求出,BC,值。,式中，,三、我校开展主要研究工作,三、我校开展主要研究工作,石英管壁厚光电在线检测系统实物图,测量系统主体,控制器,石英管,三、开展的主要研究工作,光栅直线位移检测技术,莫尔条纹原理图,三、我校开展主要研究工作,条纹宽度：,放大倍数：,光栅角位移检测技术,光电轴角编码器原理结构图,编码器的码盘形状,三、我校开展主要研究工作,综合检测系统,二维光电综合测量机总体结构图,四、综合检测方面的应用,探头结构,原理框图,实物图片,四、综合检测方面的应用,管道内部疵病检测系统,曲臂光电综合测量机总体结构图,四、综合检测方面的应用,激光圆度测量系统总体结构,激光圆度仪,四、综合检测方面的应用,飞轮齿圈总成综合测量机,飞轮齿圈总成圆跳动测量系统结构图,四、综合检测方面的应用,四、综合检测方面的应用,CCD,成像检测高温变形测量系统的工作原理,激光扫描石英管综合测量仪方案,四、综合检测方面的应用,五、涉及知识结构,机械,光学,电子学,机械原理,工程制图,互换与测量技术基础,仪器制造工艺学,应用光学,物理光学,电工技术,电子技术,微机原理及接口技术,仪器零件设计,传感与检测技术,仪器精度分析,光电检测技术,光学测量,精密仪器设计,光学仪器装配与调整,智能仪器设计,精密测量技术,虚拟仪器,光电测控技术及系统,测控仪器设计,计算机控制技术,测试与计量技术基础,谢 谢,！,