激光三角反射或白光干涉
3D轮廓仪的工作原理根据具体类型可分为以下两种主流方式:
一、激光三角反射式原理(部分型号)
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激光束投射
仪器通过激光发射器发射激光束,经透镜聚焦后投射到被测物体表面。
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反射与接收
被测物体表面反射的光线经透镜再次聚焦后,由接收器接收并转换为电信号。
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数据处理
通过计算机处理电信号,结合激光束的几何关系,计算出物体表面各点的三维坐标(X、Y、Z轴)。
特点 :
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非接触式测量,避免物理接触带来的干扰;
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结构相对简单,成本较低。
二、白光干涉原理(高精度型号)
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光束分束与投射
高亮度LED或激光光源发出的光束经扩束准直和分光棱镜分成两束,一束照射被测表面,另一束作为参考。
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干涉条纹形成
反射光束与参考光束在空间相遇后发生干涉,形成明暗相间的干涉条纹。
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信号转换与处理
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若使用CCD摄像头接收干涉条纹图像,通过图像处理算法将条纹转化为电信号;
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若采用其他传感器(如光电传感器),则直接将光强变化转换为电信号;
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信号处理系统通过分析干涉条纹的变化,计算出物体表面的三维形貌参数(如粗糙度、台阶高、几何轮廓等)。
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特点 :
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纳米级测量精度,可检测微小形貌变化;
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非破坏性检测,适用于精密机械加工表面。
总结
两种原理的核心区别在于测量方式:激光三角反射式通过几何光束关系计算距离,白光干涉式通过光学干涉信号解析形貌。根据应用需求(如精度要求、测量对象特性)选择合适类型即可。