一种表面粗糙度非接触快速测量的新方法

照射在样品表面的激光束随着表面粗糙度的不同,反射光密度分布将不同;表面粗糙度增大时,反射光密度将被扩展。本文根据这一原理,提出一种使用激光束快速测量表面粗糙度的无触点光学法。通过测量反射光密度分布曲线的半宽度,由高斯曲线系数的标准差计算表面粗糙度。文中给出了测量结果。     

表面粗糙度的激光非接触检测方法

表面粗糙度的测量一直面临着提高测量精度、抗干扰能力和测量速度的挑战,针对这 一问题,本文重点介绍了几种比较完善的激光非接触测量方法的原理和优缺点,并分析了表面粗糙度测量技术的发展趋势。     

快速三维表面测量

表面粗糙度是影响工件表面功能特性的一个重要参数,在工业实践中日益显示出它的意义,因为它反映了加工方法与材料特性参数关系中的状态和影响.为了保证产品的竞争能力,有必要不断研究特殊的功能特性,随之对工件表面的显微测量的重要性也在增加.     

超外差超光滑表面粗糙度的测量

本文用纵向塞曼双频稳频He-Ne激光器作光源,采用光学超外差技术与相位高精度测量相结合.测量超光滑光学表面粗糙度,测量灵敏度为0.1nm量级.实验结果与理论分析相符合,且与其他测量方法进行了比较.     

探讨表面粗糙度光学测量方法研究进展

表面粗糙度在一定程度上影响着工件的性能,随着科学技术的不断发展,我国在机械、电子以及光学工业等方面也取得了傲人的成绩.但在机械、电子等快速发展的同时,我们如何更加精密的计算表面粗糙度,并且对于一些加工表面质量的过程有了更加严格的要求,从而提高了表面粗糙度测量的地位,测量表面粗糙度的方法被人们广泛研究.利用光学方法测量表面粗糙度,极大的提高了测量精度,同时也在一定程度上避免了人体接触,从而降低了受伤频率.本文接下来主要介绍了一些测量表面粗糙度的光学方法,根据其测量原理进行了一些进展研究.     

激光投影显示屏表面粗糙度的测量

显示屏是激光投影显示系统的一部分,其表面粗糙度直接影响着基于角度多样性的激光散斑抑制效果。在角度多样性散斑抑制原理的基础上,建立了被测显示屏表面粗糙度与散斑图样之间的相关性之间的联系。对显示屏表面粗糙度对照射角度和角度变化的敏感程度权衡,实验中将入射角和角度变化量分别固定在1°和0.0038°。为避免外界微扰和测试屏表面不平度对测试结果的影响,通过对被测显示屏5cm×5cm测试区域中选择9个子区域的测试结果进行平均,有效提高了测试精度。运用提出的方法确定4种材质显示屏的表面粗糙度分别为235.80,209.57,132.24和137.60μm,为设计有效降低激光散斑的投影显示屏提供了参考。     

表面粗糙度的激光及相关在线测量方法

随着机械加工自动化程度的提高 ,对表面粗糙度在线测量提出了越来越高的要求。目前 ,为了提高生产效率和实现生产的自动化 ,生产过程中实时检测愈加受到重视。传统的触针测量法 ,由于测量速度和测量条件的原因 ,不适于在线检测。光学测量方法近年发展很快 ,它是一种非接触测量法。根据测量原理可以归纳为干涉测量法、聚焦测量法、散射测量法、散斑测量法四种。本文重点介绍了这些技术进行表面粗糙度在线测量的原理和目前的研究结果。并对这些方法发展前景进行了分析和预测     

基于激光散射的表面粗糙度测量系统研究

为了测量金属和绝缘表面两种材料的粗糙度参量,采用了基于激光散射法的斜入射粗糙度测量系统。用半导体激光器作光源,用互补金属氧化物半导体工业相机拍摄粗糙度表面的散射光斑,分析光斑特征参量与粗糙度之间的对应关系,通过理论分析和实验验证了特征参量与粗糙度值之间存在单调性关系,利用MATLAB设计图形用户界面,实现粗糙度值的一键式测量功能。结果表明,该系统的系统结构简单,对金属样品和塑料绝缘表面进行测试,测量结果与触针式测量之间的误差小于8%(其中绝缘表面小于5%),能够实现不同材料表面的粗糙度值测量。这一结果对物体表面的粗糙度测量研究是有帮助的。     

基于光学法表面粗糙度的测量研究进展

表面粗糙度是机械加工中描述表面微观形貌最常用的参数,随着现代工业对表面粗糙度精度的要求越来越高,提出了许多新的测量方法特别是光学法.介绍了测表面粗糙度的光学方法:聚焦法、干涉法、散射法和散斑法,分析了它们各自的原理和优缺点及研究概况,在此基础上提出了一种新的光学测量方法--计算机纹理分析方法.     

三色激光散斑自相关法测量表面粗糙度的分析

为研究表面弯曲对利用多色散斑测量表面粗糙度的影响,引入表面曲率半径,通过模拟粗糙表面以及其形成的多色散斑场,讨论了不同曲率半径的粗糙曲面对模拟散斑场和散斑延长率的影响.结果表明,引入粗糙表面的曲率半径,对三色激光散斑自相关测量法是可行的.粗糙表面曲率半径越大,其模拟的散斑场和计算的散斑延长率与平直的粗糙表面越接近.曲率...     

表面粗糙度光切显微镜测量系统的研制

以光切法测量原理为基础,采用CCD摄像头和传统光切显微镜,使用VC开发工具和图像处理技术开发了一套材料表面粗糙度测量系统。根据光切显微镜下材料表面粗糙度图像有明显方向性的特征,使用旋滤波方法对图像进行预处理,并与传统的几种滤波方法进行了比较,同时讨论了滤波窗口的大小和切线方向采用的滤波方法对粗糙度测量结果的影响。该测量系统能够测量新国标中的全部参数,并能进行在线测量。介绍了系统的标定方法,对影响测量精度的主要误差因素进行了分析,并对算术平均偏差Ra为3.2μm的标准粗糙度比较样块进行了测量,测得的结果是:Ra约等于2.93μm,相对误差约为-8.5%,低于该系统的示值允许误差。     

基于激光散斑角度相关法表面粗糙度测量

为了完成对精密机械表面粗糙度的精确测量,基于远场角度散斑强度的相关理论,采用激光散斑方法设计了表面粗糙度测量的实验光路。在实验光路中,将平面镜与待测粗糙表面固锁在一起,当转动待测粗糙表面时,平面镜与分束镜、接收屏组成了测量转动角度的光指针,提高了转动角度的测量准确度。在数据处理中,提出了基于MATLAB软件的角度散斑相关度峰值的计算方法,简化了测量步骤,提高了测量速度,进而利用相关度峰值计算求得表面粗糙度。利用设计和组建的系统对平铣表面粗糙度标准模块的表面粗糙度进行了实际测量,并对测量结果与标准样块的标称值进行比较,取得了较高的测量准确度。结果表明,此研究验证了激光散斑方法测量表面粗糙度的可行性,对进一步完善表面粗糙度的精密测量是有帮助的。     

表面粗糙度对太赫兹反射测量的影响

材料表面粗糙度会影响太赫兹无损检测结果。当材料表面粗糙度在微波区可以忽略不计时,在波长更短的太赫兹频段则需要考虑在内。研究讨论了在太赫兹频率下粗糙表面散射对反射谱的影响。通过考虑单个样品的反射模型,利用基尔霍夫近似可以将粗糙表面的反射信号与光滑表面的反射信号进行关联。此外,采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统对不同粗糙度的葡萄糖片进行了测量,并对其反射光谱进行了分析。反射光谱结果表明,由于表面粗糙度引起的漫散射减弱了接收端反射光谱的强度。为了减小粗糙度对光谱的影响,提出了一种能恢复光谱功率的补偿方法。在0.5 THz和1 THz时,具有360目粗糙度规格样品的功率谱分别增加了约3 dB和9 dB。因此,可以认为所提出的粗糙表面光谱补偿方法在未来太赫兹无损检测技术的发展中具有一个特定的参考价值。     

材料表面粗糙度对激光吸收率影响的研究

为了在激光热处理过程中能更好地控制工件温度,并为激光热处理的数学模拟提供更为准确的激光吸收率数据,研究了材料表面粗糙度对激光吸收率的影响原理,等效处理了材料表面轮廓线,建立了数学模型,采用集总参量法测得激光的吸收率,得到的激光吸收率与理论公式计算所得的光吸收率相吻合。结果表明,所建立的模型可以准确地描述材料表面粗糙度对激光吸收率的影响,更有利于激光热处理各项参量的控制。     

表面特性光学实时检测的理论和实验研究

针对精密磨削加工中冷却液的使用使得工件表面的光学实时检测非常困难这一问题,提出了一种在冷却液环境下借助特制"透明窗"装置的光学方法。此方法使被测表面上方出现附加层,分别对附加层中的液体处于静止和流动状态时的情况进行了理论分析和实验研究。对于静态液体,利用修改的B-K(Beckmann-Kirch-hoff)散射模型,从采集到的散射光强分布图中提取出一比值参数,通过参数拟合得到表面粗糙度和比值参数间的关系曲线。对于动态液体,分析光束在流体层中的传播特性,计算通过流动液体层的光束偏移量。结果表明:静态液体时,垂直于散射光带主方向的比值参数能够用来衡量表面轮廓算术平均偏差粗糙度,它们之间可以用explinear函数拟合;动态液体时,通过流体层的光束偏移量非常小,只有0.494×10-5μm。可见,液体的流动对于光学实时检测的影响非常小,液体处于静止状态时的测量结果可以作为表面特性实时检测的最终结果。     

SOI纳米光波导表面粗糙度的研究进展

SOI纳米光波导表面粗糙度会显著增加波导散射损耗,降低表面粗糙度是其在许多方面应用中亟待解决的关键问题之一。首先介绍了表面粗糙度概念,总结了表面散射损耗理论方面的研究进展。随后回顾了多种SOI纳米光波导表面粗糙度测量方法,以及在表面形貌表征中存在的问题。此外,还对几种波导表面光滑工艺进行介绍,并结合具体的工作对光波导表面粗糙度各方面研究进展进行了总结。     

3D激光显微镜在PCB表面粗糙度研究中的应用

文章应用LEXTOLS4000激光扫描共聚焦显微镜对印制电路板芯板表面粗糙度进行测量,论述了PCB表面粗糙度测量方法及研究现状,并对其未来的研究发展方向进行了展望,以期进一步推动理论和应用研究的工作。     

激光冲击成形对表面光洁度的影响

为了研究激光冲击成形对板料表面光洁度的影响,采用0.5mm厚铝板和304不锈钢板料作为试样,选择光斑直径8mm、波长1054nm、脉冲宽度23ns的激光脉冲进行冲击成形实验,铝板冲击成形的激光能量为15.4J,304不锈钢的激光能量为18.92J.冲击成形后对板料表面光洁度进行检测,结果表明,激光冲击成形可使板料表面光洁度提高接近两个精度等级.通过理论分析可知,板料背面光洁度的提高有两个方面的原因,一方面由于应力波在板料背面的微尖峰中传播时产生一系列的反射波,当反射波强度超过材料抗拉强度极限时将引起微尖峰的断裂;另一方面由于板料的高速运动在板料背面的空气中形成高压区,当作用在板料表面的空气压力大于动态屈服强度时微尖峰发生塑性变形,因微尖峰断裂和塑性变形使板料背面光洁度提高.