ERT光譜共焦測量技術(shù)的優(yōu)勢
光譜共焦位移傳感器又名共焦傳感器，共聚焦傳感器，白光色散傳感器。
光譜共焦位移傳感器是一種通過光學(xué)色散原理建立距離與波長間的對應(yīng)關(guān)系，利用光譜儀解碼光譜信息，從而獲得位置信息的裝置，如圖1 所示，白光LED光源發(fā)出的光通過光纖耦合器后可以近似看作點(diǎn)光源，經(jīng)過準(zhǔn)直和色散物鏡聚焦后發(fā)生光譜色散，在光軸上形成連續(xù)的單色光焦點(diǎn)，且每一個單色光焦點(diǎn)到被測物體的距離都不同。當(dāng)被測物處于測量范圍內(nèi)某一位置時，只有某一波長的光聚焦在被測面上，該波長的光由于滿足共焦條件，可以從被測物表面反射回光纖耦合器并進(jìn)入光譜儀，而其他波長的光在被測物面表面處于離焦?fàn)顟B(tài)，反射回的光在光源處的分布遠(yuǎn)大于光纖纖芯直徑，所以大部分光線無法進(jìn)入光譜儀。通過光譜儀解碼得到光強(qiáng)最大處的波長值，從而測得目標(biāo)對應(yīng)的距離值。由于采用了共焦技術(shù)，因此該方法具有良好的層析特性，提高了分辨力，并且對被測物特性和雜散光不敏感。 光譜共焦位移傳感器有非常好的適應(yīng)性，與傳統(tǒng)激光三角反射法測量相比，有如下優(yōu)勢： 激光三角反射法位移傳感器光譜共焦位移傳感器（色散位移傳感器）遮擋陰影的影響 高度變化映射到傳感器像位移，根據(jù)三角函數(shù)計算出高度距離。圖中陰影部分是測量盲區(qū)。 光線是從四面八方照射過來的，即使大部分的光線被阻擋，只要有一小部分返回，照樣可以測量，甚至能測量其它方法無法測量的小孔和槽底部。一個光譜共焦傳感器可以起4個從不同方向照射的激光位移傳感器的作用。透明體和鏡面被測物的影響 激光光斑可能在透明被測物表面發(fā)生透射，在被測物內(nèi)部產(chǎn)生光暈，從而導(dǎo)致激光位移傳感器測量偏差。 另一方面，激光位移傳感器需要光斑在被測物表面形成漫反射，在一個傾斜角度上收集回光。而對于鏡面反射被測物，能夠進(jìn)入側(cè)面收光器的光線很少，可能導(dǎo)致測量困難，需要傾斜安裝或使用鏡面檢測專用激光位移傳感器。 半透明材質(zhì)光斑周圍的漫反射光被小孔阻擋無法返回到光譜分析儀，不會影響測量。 這種方法和全息原理相似，理論上每一束經(jīng)過小孔返回的光都攜帶了距離信息，透明表面或鏡面也會反射一部分光回去，所以透明材質(zhì)也可以測量。 采用同軸檢測，發(fā)射光和返回光在同一軸線上，避免因全反射導(dǎo)致的回光不足問題。光譜共焦傳感器可以用于檢測鏡面被測物。鏡面物體大角度測量的影響 當(dāng)鏡面被測物邊沿有很大傾斜角度時（如手機(jī)3D玻璃沿），激光三角反射法位移傳感器的回光可能發(fā)生很大角度的反射，導(dǎo)致側(cè)向收光器回光很少，無法測量。 在比較大的彎曲或傾斜角度內(nèi)，只要有一小部分光返回，就可以完成測量任務(wù)。不需要傾斜安裝或使用鏡面反射特殊型號位移傳感器，減少了傳感器品種數(shù)和安裝難度，大大提高使用效率。光斑大小的影響 激光三角反射式位移傳感器只有在聚焦點(diǎn)光斑最小，離開聚焦點(diǎn)后光斑都會變大。對于測量微小結(jié)構(gòu)的測量任務(wù)，可能會帶來測量困難。 在量程范圍內(nèi)，測量有效波長的光永遠(yuǎn)都在焦點(diǎn)上，可以全量程保持分辨率和精度。因此光譜共焦位移傳感器特別適合測量微小幾何結(jié)構(gòu)和輪廓變化。
