三维轮廓仪在优化光路结构基础上,采用高精度的调整平台来解决这一问题,其调节精度达到亚微米量级,有效调节被测件的三维倾斜和轴向位移,为干涉成像提供保证。 (2) 干涉条纹定域区间优选和移相精度校准 由于干涉波列长度的减小,不仅使成像面干涉条纹数减少,还使干涉条纹对比度随光程差而迅速衰减,这就给从干涉条纹变化中解调相位信息带来了困难。
三维轮廓仪采用光路、机械、电路和软件算法的一体化和集成化技术,提高了系统稳定性和抗干扰能力;采用背测式技术,打破了被测件尺寸限制;采用重叠平均移相干涉测量技术,保证了测试精度。本作品实用性强,适用范围广,具有打破国外技术垄断,实现技术创新的特点。
三维轮廓仪的应用领域:
工业精密制造领域:
• 食品安全在线检测
• 微电子集成电路表面形貌在线检测
• 印刷电路板品质检测
• 零件器件表面划痕损伤检测
• 微机械精加工质量控制,如钟表,微机械器件等
• 电子产品零件在线,如手机,笔记本电脑,平板等
• 微流体器件三维形貌检测
航空航天精密部件的检测精密管控测量
• 在线检测设备集成
• 防伪,安检科研:
• MEMS器件
• 微机械零件表面形貌观察和测量
• 微光学器件(太赫兹、红外、微波、天线阵列)三维形貌表征
• 生命科学:生物组织/生物体的 三维形貌测量
• 侦查取证:表面划痕观察,微小证据三维形貌快速表征
表面三维微观形貌测量意义
在生产中,表面三维微观形貌对工程零件的许多技术性能的评价具有直接的影响,而且表面三维评定参数由于能更全面、更真实地反映零件表面的特征及衡量表面的质量而越来越受到重视,因此表面三维微观形貌的测量就越显重要。通过对三维形貌的测量可以比较全面地评定表面质量的优劣,进而确认加工方法的好坏及设计要求的合理性,这样就可以反过来通过加工、优化加工工艺以加工出高质量的表面,确保零件使用功能的实现。
表面三维微观形貌的测量方法非常丰富,通常可分为接触式和非接触式两种,其中以非接触式测量方法为主。
下面介绍其中一种近年来国际上研究比较多的、发展也相对比较成熟的技术:扫描白光干涉法测量表面三维微观形貌技术。
白光干涉扫描原理
在利用白光干涉测量表面三维形貌的过程中,对于被测表面上某一点来说,为了定位其零光程差位置,必须采用某种扫描方式改变参考镜或者被测表面的位置,以此来获得该点光强变化的离散数据,然后依据白光干涉的典型特征来判别并提取佳干涉位置。因此称这种方法为扫描白光干涉测量法。
光学系统可采用基本的Michelson式干涉仪结构,只是在参考镜后安装有微驱动装置.而被测表面代替了另一个反射镜。测量时通过计算机控制徽驱动装置的进给带动参考镜的进给,这样被测样本表面的不同高度平面就会逐渐进入干涉区,如果在充足的扫描范围内进给,被测样本表面的整个高度范围都可以通过佳干涉位置。将每步的干涉图样由图像传感器(CCD摄像头)采集,视频信号通过图像采集卡转换成数字信号并存储于计算机内存中,利用与被测面对应的各像素点相关的干涉数据,基于白光干涉的典型特征,通过采用某种佳干涉位置识别算法对干涉图样数据进行分析处理,提取出特征点位置(佳干涉位置J,进而就很容易得到各像素点的相对高度,这样便实现了对三维形貌的测量。