光谱共焦传感器在设计色散镜头时,除了要考虑其轴向色差外,还要考虑如下因素:
1)物方数值孔径可以提高分辨率;
2)像方数值孔可以提高光源利用率;
3)减小系统球差可以提高精度;
4)光谱共焦传感器的·系统结构要易于装配和调整。 以上这些因素是相互制约的,数值孔径的同时系统球差也随之变大,如果要校正球差系统,结构就会变得复杂,所以色散镜头设计的目的是用少的透镜达到理想的效果。光谱共焦传感器的光学系统可以看成两个部分,一部分是消色差场镜,它的焦点在光源处,把点光源准直成平行光,另一部分为色散物镜,它的作用是把不同波长的平行光聚焦在轴上的不同位置,形成光谱色散,而消色差透镜和非球面透镜正好可以起到这样的作用。
由于光谱共焦传感器的系统要分析反射回光纤的光谱光强分布情况,所以对共焦过程进行了模拟,在仿真过程中,将平面镜置于焦面处,使通过光学系统的光经过平面镜反射后又回到光学系统,并成像在光源位置。通过观察像面处的点列图发现,当平面镜设置在不同波长的焦面处时,聚焦波长在像面处的弥散斑较小,而其他波长的弥散斑较大。平面镜设置在 550 nm 波长焦面处时像面上的点列图,其中 550 nm 波长的弥散斑直径为41.4 μm,小于光纤纤芯直径,而 400 nm 波长的弥散斑直径为 2 311.46 μm,远大于光纤纤芯直径。为了更准确地分析光纤纤芯直径对共焦系统的滤光情况,将光纤端面离散为间距 1 nm 的均匀分布点光源,并假设弥散斑与光纤纤芯重叠的部分为可以进入光纤的光。
光谱共焦传感器具有的测量能力,可以稳定的测量任何材质(如,镜面、玻璃、不锈钢、白色陶瓷、高光金属、基板等)无论什么表面均可在1μm内稳定测量。即使多种材质存在,用同一安装方式也可以稳定测量。
光谱共焦传感器具有的角度特性,可测倾角87°,由于其同轴共焦原理,所以无像差干扰问题,即使被测物有过大倾角也不会影响测量精度。
镜面、透明、半透明体表面也可以有的角度特性,使用光谱共焦传感器,无需严格的角度调整就可以进行高精度测量。即使被测物在运动过程中的跳动也不会对测量造成过大的影响。
对于透明体内测激光切割的定位,光谱共焦位移传感起可一通过单点定位到对应的位置。
光谱共焦传感器的选择方法参考二
由于光谱共焦传感器在中国大陆市场是近几年随着工业升级的制造需求才逐步推广使用的,光谱共焦传感器的选择,在诸多测量原理的位移传感器中,光谱共焦传感器市场相对集中,特点不一。选择时不要盲目选择进口,有商家明明只是代理国外某个,却声称自己是原厂生产,等出了问题以后,由于前期技术方案已经定型,就只能硬着头皮采用,而这样又往往会带来后续更大的问题。辨别一个是否为原厂产品,除了常见的原厂外,目前光谱共焦传感器市场价格普遍较高,基本上都在6万元左右(根据采样频率不同,价格有很大差异)。如果你看到3万左右的日系,虽然声称是光谱共焦原理,其实性能相差很大。另外从报价习惯来讲,如果你询问的是欧洲厂商在国内的子公司,一般水分不大。如果是日系或者代理商,初次报价和终成交价之间会有惊人差距,千万别当了冤大头!除此以外,使用寿命,温度漂移等,也会大大影响客户的使用效果。我见过有的使用厂家,为了几百块差价,从进口换成国内,结果过去3年都不会坏一个的传感器,一年内坏了4次,算下来更贵不算,还大大影响了使用环节,生产线停一次,可不是几百块的成本节省可以补偿的。东莞市蓝海精密公司是原装进口法国ERT光谱共焦传感器的直销厂商,在东莞南城常年拥有大量存货,产品系列型号好齐全,满足您的紧急需求。
光谱共焦双通道传感器通讯接口定义
光谱共焦传感器控制器拥有232串口以及USB接口,可以在线传输数据。同时还拥有编码器同步,可以支持三轴编码器信号。
1 光谱共焦传感器电气连接
下面这段解释如何连接:
将传感器接通电源
用RS232/RS422串口或者USB2.0口(两种口也可以同时连接)将传感器连接到主机上
连接模拟输出
连接同步信号
连接编码器同步读取位置信息和传感器数据
1.1.1 光谱共焦传感器的电源
将24V,3A的直流电源适配器连接在传感器前面板的电源接口。(注:前面板上电源插座的黑色连接器可以拧下来,然后的连接在电源适配器上。当然也可以从供应商那里订购电源。
如果传感器装备了外加光源,根据说明书里面的操作盒维修手册将光源盒子连接在正确的光纤插座上。
1.1.2 RS232-RS422光谱共焦传感器的连接
光谱共焦传感器也能用RS232和RS422连接。数据可以通过切换连接类型选择不同协议传输。就是用的是后2个针脚切换(分别为5V和RS422)。对于RS232连接后两个针是留空的,而RS422连接是要接上的(RS422脚和5V脚连接)。
RS232和RS422接口是RJ11类型接口。引脚设计如下:
1.1.3 USB光谱共焦传感器的连接
USB2.0接口是标准B型接口,需要一个标准USB2.0(高速)连接线。
1.1.4 光谱共焦传感器的模拟输出
面板上已经标明的5和7针脚是两个0-10V的模拟输出信号连接口。“Set zero”
按钮可以将模拟输出电平置零。
1.1.5 光谱共焦传感器的同步信号(IO触发)
CCS-100前面板接口有三个针脚是用于同步信号的(TTL0-5V):
Pin n° 1:Sybc in
Pin n° 2:Ground
Pin n° 3:Sync out
1.1.6光谱共焦传感器的编码器接口
编码器接口是一个20点的MDR类型接口(厂商:3M;参照10220-6212PL)。
Pinout:
1:Gnd 5:b+(axis 2)
2:a+(axis 1) 6:a+(axis 3)
3:b+(axis 1) 7:b+(axis 3)
4: a+ (axis 2) 20:5V DC
1.1.7光谱共焦传感器的安装USB驱动
如果希望通过USB接口连接传感器,必须先在主机上安装USB驱动。
每个连接CCS传感器的USB端口都应该安装USB驱动。
驱动程序必须从随光谱共焦传感器附带的CD中安装。将传感器连接到USB 2.0端口,并且将其关闭。放入CD,开始安装驱动。不要重新启动光谱共焦传感器直到安装程序提示这样做。
注意:主机安装系统要求Windows 7或以上。