23.16.
도량형학 레이저는 저전력 계측기입니다. 대부분은 가시 광선 또는 적외선을 방출하는 헬륨 네온 연속파 출력 레이저입니다. 그는-네 레이저의 파장에서 빛을 생산 6328 에이(0.6 파이)위상에,일관된,그리고 다른 단색 소스보다 천 배 더 강렬.
레이저 검사 시스템은 생산되는 부품의 측정을 가능하게하여 100%품질을 허용합니다. 레이저 시스템은 넓은 동적 범위,낮은 광학 크로스 토크 및 높은 대비를 가지고 있습니다.
레이저는 레이저 광(밝고 단방향이며 시준 된 빔,높은 수준의 시간적 및 공간적 일관성)의 특성으로 인해 치수 측정 및 표면 검사에서 응용 분야를 찾습니다. 이들은 정밀도,정확도,연약하고,민감하고,뜨거운 이동 부분의 급속한 몸의 접촉이 없는 측정이 요구되는지를 위해 유용합니다.
차원 측정을 위한 각종 기술은:
(1)스캐닝 레이저 게이지. 그림. 도 23.13 은 스캐닝 레이저 게이지의 개략도를 나타낸다. 기본적으로 송신기,수신기 및 프로세서 전자 장치를 사용합니다. 스캐닝 레이저 광의 얇은 밴드는 선형 스캐너 렌즈를 통과하여 평행 한 빔을 렌더링합니다. 병렬 빔에 배치 된 개체는 시간에 따라 그림자를 캐스팅합니다. 포토 셀(수신기)에 들어가는 광으로부터의 신호는 마이크로 프로세서에 의해 처리되어 그림자 가장자리 사이의 시간 차이에 의해 표현되는 치수의 표시를 제공한다. 그것은 결과를 제공 정확도+0.25 음 10-50 미리메터 직경 개체. 그것은 개체 0.05 미리메터 450 미리메터 직경 제공합니다 반복성 0.1 음.
도. 23.13. 스캐닝 레이저 계기의 개략도.
(2)포토 다이오드 어레이 이미징.
이 방법에서는,고정부의 그림자가 고체 다이오드 어레이 이미지 센서에 투영된다. 이 시스템은 레이저 소스,이미징 광학,포토 다이오드 어레이 및 신호 프로세서 및 디스플레이 장치로 구성됩니다. 대형 부품의 경우 각 가장자리에 하나씩 두 개의 배열이 사용됩니다. 높은 정확도+0.05 음 달성 되었습니다.회절 패턴 기술은 회절 패턴이다.
이들은 작은 간격 및 작은 직경 부속을 측정하기 위하여 이용됩니다. 이 방법에서,병렬 코 히어 런트 레이저 빔은 작은 부분에 의해 회절되고,결과 패턴은 선형 다이오드 어레이상의 렌즈에 의해 포커싱된다. 회절은 몇 밀리미터보다 큰 직경에 적합하지 않기 때문에,그 사용은 작은 와이어 등으로 제한됩니다. 측정 정확도는 더 작은 부속을 위해 더 많은 것입니다. 회절 패턴의 밝은 대역과 어두운 대역 사이의 거리는 와이어 직경,레이저 빔의 파장 및 렌즈의 초점 거리의 직접적인 함수입니다.
(4)레이저 삼각 측량 센서.
그림. 23.도 14 는 레이저 삼각 센서의 원리를 나타낸다. 정밀하게 초점을 맞춘 레이저 광선이 부품 표면을 향합니다. 센서의 렌즈는이 밝은 부분을 디지털 고체 상태의 위치에 민감한 광 검출기에 이미징합니다. 측정 범위는 매우 작습니다. 거리 떨어져 대는 주의깊게 산출되고 고쳐집니다. 이미지 스폿의 위치는 센서에서 물체 표면까지의 스탠드 오프 거리와 직접 관련이 있습니다. 스탠드오프 거리의 변화는 센서 어레이를 따라 스폿의 측면 이동을 초래합니다. 이 기술은 표면의 변화로 인한 편차를 신속하게 측정하므로 자동
그림. 23.14
간격 및 플러시,구멍 직경 및 가장자리 위치에 대한 쉘 금속 스탬핑에 대한 계산을 매우 빠르게 수행합니다. 두 개의 센서를 사용하여 부품 두께 또는 보어의 내부 직경을 측정 할 수 있습니다. 측정의 정확도와 측정 범위는 직접 관련이 있습니다.
(과)2 주파수 레이저 간섭계.
그림. 23.도 15 는 2-주파수 레이저 헤드,빔 지시 및 분할 광학 장치,측정 광학 장치,수신기,파장 보상기 및 전자 장치를 포함하는 개략적 배열을 도시한다. 선형 위치,두 평면의 직진도,피치 및 요 측정에 이상적입니다. 2 주파수 레이저 헤드는 하나의 주파수에 피 편광(측정 빔)과 다른 주파수에 에스 편광(기준 빔)을 제공합니다. 레이저 빔은 원격 간섭계에 투영되며 편광 빔 스플리터에서 두 개의 개별 주파수로 분할됩니다. 측정기는 간섭계를 통해 측정 대상물에 부착된 대상 거울 또는 역 반사기를 반사하도록 지시됩니다.
그림. 23.15
기준 빔은 고정 된 역 반사기에서 반사됩니다. 그것의 반환 경로에 측정 광속은 기준 광속과 재결합하고 전자 수신기에 지시됩니다. 주파수 시프트는 대상 미러의 이동으로 인해 도플러 효과에 의해 복귀 측정 빔으로 유도됩니다. 직교 편광으로 인해 주파수는 빔이 주파수 시프트를 모니터링하고 변위의 출력을 제공하는 수신기에 도달 할 때까지 변두리를 형성하기 위해 간섭하지 않습니다.
이 기술의 장점은 빔 강도에 대한 시스템의 독립성에 있으며,따라서 공기 난류,전기 소음 및 가벼운 소음으로 인한 소음과 독립적 인 높은 감도를 제공합니다. 레이저 머리는 무엇이든 곳에 거치될 수 있습니다. 또한 측정 축 당 단일 광 검출기를 사용하기 때문에 광학 정렬에 대한 감도가 적습니다. 이 방법의 선형 해상도는 1 나노 미터,직진도 해상도는 40 나노 미터,각도 해상도는 0.03 아크 초입니다.
(6)레이저 스캐닝 계기.
그림. 23.16 은 레이저 빔의 낮은 발산
을 사용하여 약 0.01 밀리미터의 정확도로 큰 물체의 비접촉 측정에 사용되는 레이저 스캐닝 게이지를 보여줍니다. 첫번째 렌즈의 초점에 자전 거울은 눈 축선에 평행한 광속을 일으킵니다. 빔의 앞쪽 가장자리가 물체에 의해 소멸되고 다른 쪽에서 나올 때 사이의 시간은 첫 번째 렌즈의 초점에서 물체에 의해 보조 된 각도의 접선의 함수인 단면의 측정 값입니다. 이 기술은 진동 조건 하에서 뜨거운 강철 막대의 진원도 및 직경을 5-25 밀리미터의 직경에 비해 0.025 밀리미터의 정확도로 측정하는 데 유용합니다.
그림. 23.16
(7)레이저 빔에 형성된 회절 패턴으로부터 넓은 직경을 측정한다. 그림. 23.도 17 은 간섭
그림. 23.17
레이저 빔의 와이어에 의한 빛의 회절로 인한 변두리. 덱텍터의 조리개를 채우기 위해 확대된 널 검출은 와이어가 치수 공차 밖에 있음을 나타냅니다. 이 시스템은 와이어 직경의 회절에 의해 형성된 변두리의 변화를 사용하여 광 검출기로부터의 출력에 변화를 일으키고 제어 시스템 또는 경고 표시기의 일부로 사용될 수 있습니다.
출력이 원래 값으로 복원 될 때까지 광 검출기를 이동하여 직경의 측정 값을 얻을 수 있습니다. 변화 와이어 직경 작은 0.2%넘 와이어 직경 0.005 0.2 미리메터 측정. 그림. 23.18 은 프린지 카운팅에 의한 길이 측정 방법
을 보여줍니다. 일관성이 없을 수 있는 레이저 출력은 간섭 변두리를 형성하는 첫 번째 평면에서 한 번에 세 개의 슬릿을 비 춥니 다. 간섭 변두리의 움직임은 짧은 길이의 종래의 물결 무늬 격자의 반대편에있는 검출기에 의해 결정됩니다. 첫 번째 평면의 총 슬릿 수는 측정이 필요한 길이에 따라 결정됩니다. 슬릿 사이의 간격과 격자의 평면에 대한 슬릿의 거리는
그림. 23.18
사용 된 빛의 파장. 0.63 음에서 그-네 레이저를 사용하여,1 음의 슬릿 분리가 사용되는 경우,슬릿으로부터 1.4 음의 프린지 간격이 얻어진다.
이 방법은 공기 경로의 굴절률 및 난류의 변화에 관계없이 100 밀리미터의 순서의 상대적으로 짧은 거리에서 정확한 측정이 가능합니다.