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涡街流量计

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使用涡街流量计对制造出的液体体积进行可靠的测量

来源:作者:发表时间:2019-11-30

    在制造和检查过程日益自动化的过程中,光学测量技术发挥着重要作用。通过现代涡街流量计技术可以对制造的零件及其测量点进行快速,高精度和可靠的测量。实时测量数据通常是可用的,可用于自动校正和调节生产过程。

    优化的流程可提高产品质量,并减少能源和原材料的使用,从而降低生产成本。多年来,Micro-Epsilon凭借其广泛的精度,高速光学位移和距离测量流量计的支持,一直是非接触式测量技术领域的市场领导者。

    三角剖分原理涉及在使用不同测量方法的各种材料表面上的距离的测量:使用激光点的距离,位移和位置的测量,以及使用激光线的间隙或轮廓的测量。不管这些方法有多么不同,它们都具有高速,高精度和可靠性。

    激光点流量计
    一个简单的几何关系构成了涡街流量计原理的基础。激光束通过激光二极管将激光束传输到测量对象上,并且反射光通过透镜聚焦到CCD / CMOS阵列上。

 

涡街,<a href=http://www.sanchangyb.com/ target=_blank class=infotextkey>蒸汽流量计</a>.jpg

 

    激光二极管,CCD阵列上的投影和目标物体上的测量点之间的三点关系用于确定到测量物体的距离。可以实现几分之一微米的测量分辨率。

    除模拟接口外,数字接口还可用于直接与现有环境连接。可以使用外部PC来配置带有数字接口的流量计。

    基于激光的光学位移流量计可以使用一个很小的点在很长的距离上测量目标,从而可以在很小的部分上进行测量。相应地,较大的测量距离可以针对困难的目标表面(包括铁水)进行测量。

    由于流量计不与目标物发生任何物理接触,因此非接触原理可实现无磨损测量。此外,涡街流量计原理适用于高分辨率和高精度的快速测量。

    自动化的取放机器需要在最小的设计范围内进行快速,高精度的测量。激光点流量计有利于非常小的组件的质量控制,因为它们需要定位在正确的高度,正确的侧面朝上以及正确的位置。

    还要检查组件的更小的IC引脚,以检查它们是否与电路板之间的距离正确正确。之后,这些引脚可以连接到电路板。两个组件之间的距离不得太大以确保正确焊接。

    所谓的“共面性”是指引脚是否相互排列,是需要使用高精度测量技术进行检查的关键因素。组件在三角位移流量计上引导,该流量计的激光束扫描引脚。

    流量计在计算距离值后决定是否应卸下或放置组件。由于零件很小,对测量技术的要求很高,并且从有光泽的表面到无光泽的表面都有快速的变化。

    电路板表面无光泽,而引脚则由发亮的金属制成。因此,流量计中的接收器元件经常交替暴露在强反射和弱反射下,这是optoNCDT 1420激光流量计经过优化以执行的任务。自动目标补偿(ATC)可快速控制不同的反射并确保距离信号的信号频率平滑。

    Micro-Epsilon通过其optoNCDT 1320/1420激光流量计在设计和功能方面为涡街流量计树立了新标准,该流量计最近获得了2016年红点奖工业设计奖。从1954年开始,“红点”奖被视为国际认可的质量标志。

    这些激光流量计具有各种特性的独特和完美结合。微小的激光光斑尺寸实现了对极细细节的测量,该光斑通过光学系统聚焦到微小的直径。

    激光流量计没有外部控制器,这使得它们紧凑,从而可以将其安装在有限的空间内。集成的评估电子设备还可节省空间并简化布线。

    此外,出色的性价比/创新的Web界面简化了流量计的设置,可为不同表面(例如电路板)提供预定义的设置。除电子产品生产外,激光流量计还用于木材加工,包装工业,医疗工程,物流,质量保证和激光雕刻设备。

    激光线三角测量
    除了检查一维数量外,还需要在工业生产中进行多维质量控制。激光轮廓扫描仪越来越多地用于轮廓和轮廓测量应用。用于二维轮廓检测的涡街流量计技术是操作原理的基础。

    在不同的物体表面上检测,测量和评估轮廓。使用特殊的透镜,激光束被放大以形成一条静态激光线,而不是一个点,并投射到目标表面上。该激光线的漫反射光通过光学系统投射到高度敏感的流量计矩阵上。

    除了距离信息(z轴)之外,控制器还使用该相机图像来计算沿激光线(x轴)的位置。相对于流量计固定的二维坐标系接收这些测量值。

    因此,有可能获得用于遍历流量计或移动物体的3D测量值。形成激光扫描仪一部分的高度灵敏的接收矩阵可以对几乎所有工业材料进行测量,而很大程度上不受表面反射的影响。

    典型应用之一是检查智能手机外壳中的胶粘珠。智能手机内部非常精细的轮廓以及特别薄的,部分半透明的胶粘珠粒是一项艰巨的任务。

    在此,要求是绝对的可靠性,对卷边完整性的完全控制以及所施加粘合剂的高度和宽度。这也适用于笔记本电脑和平板电脑上的徽标,在这些徽标中,将凹槽铣入了铝制外壳,然后将徽标元素粘贴到其上。凹槽必须与外壳齐平。

    由于客户很快就会感觉到凸起的徽标或凹陷,因此触觉(触感)是重要的因素。使用激光线扫描仪测量这些凹陷,以确定平面度和深度。为了确保完美贴合,还测量了胶粘部件。

    激光轮廓扫描仪使用红色或更近的蓝色激光线进行操作。从早期开始,这些光学标准流量计就使用红色激光作为接收元件,因为它具有最高的灵敏度。

    使用红色激光线的激光轮廓扫描仪可为许多应用提供精确的结果。但是,红色激光在检测炽热的发光,透明或有机物体时会受到限制。

    几年前,Micro-Epsilon革新了这项技术,并以激光点流量计的形式展示了世界上第一个蓝色激光技术。与红色激光相反,蓝色激光不会穿透测量对象,而是会投射一条清晰的线。这样可以对炽热的发光物体和有机物体进行可靠,高精度的测量。

    scanCONTROL 29xx-10 / BL设置了配置文件分辨率的新基准。这款新型号配备了Micro-Epsilon的创新型Blue Laser技术,可提供仅10 mm的有效测量范围,轮廓分辨率为1280点。

    激光轮廓扫描仪的点距仅为7.8 µm,在25 mm的测量范围内提供了两倍于以前的激光扫描仪的分辨率。由于具有这种特殊特性,激光扫描仪甚至能够以最高精度检测最小的零件。

    因此,有必要通过监视各个生产步骤来确保可靠的质量控制。这款激光轮廓扫描仪结合了集成控制器,紧凑型扫描仪和不同的接口,非常适合动态生产控制和在线应用。

    使用涡街流量计的测量和检查系统

    三角测量流量计也用于测量系统中,例如用于测量金属的厚度。尺寸,几何厚度测量的原理包括在材料的两侧都提供光学距离流量计。

     在使用激光轮廓流量计进行厚度测量时,会处理整个激光线,而使用激光点流量计进行的测量则基于一个点。确定距离信号之和与工作范围值之间的差,以测量生产过程中的厚度。为了实现精确的厚度测量,两条激光线需要一致地投射到材料的顶面和背面。

    正确的选择
    非接触式测量技术由于其高精度,紧凑的尺寸,测量速度和快速的数据处理而具有许多优势。用户可以从任何不同的测量系统中进行选择。每个原则都有其自身的优点和局限性,需要仔细考虑。

    Micro-Epsilon提供特殊的解决方案和定制设计,以适应客户的规格要求,因为具有挑战性的应用需要鲁棒性,更高的分辨率,线性度或特殊的安装和安装条件以及温度稳定性。

    选择红色或蓝色激光以获得目标材料非常好的效果的指南
    红色激光三角剖分位移流量计已经使用了20多年,而蓝色激光版本现在已作为新增产品提供。在选择激光器的颜色之前,了解在特定目标材料上表现非常好的的激光器的类型非常重要。

    涡街流量计是一种广泛用于测量工业位移的非接触式方法。传统上,该流量计技术使用红色激光。红色激光流量计已经使用了20多年,并且以其性能着称。近年来,对这些流量计进行了改进,以在快速移动的物体以及各种变化的表面(包括无光和低反射表面)上提供出色的测量稳定性。但是,红色激光流量计在某些材料上的性能较差。因此,与红色涡街流量计流量计相比,何时可以非常好的地使用蓝色涡街流量计流量计?在回答这个问题时,需要考虑许多因素。

    激光三角剖分原理
    按照涡街流量计的原理,激光二极管将可见光点投射到被测物体的表面上。然后,由该可见点反射的反向散射光通过高质量的光学透镜系统投射到CMOS或CCD阵列上。当目标改变位置时,反射光的运动会投射到CCD阵列上并进行分析,以输出目标的准确位置。测量值在集成控制器中进行数字处理,然后通过模拟(I / U)和数字接口RS422,EtherCAT或以太网转换成定标输出。

    目标材料
    目标材料或测量对象对于确定如何获得稳定的测量很重要。某些材料,例如炽热的炽热金属或物体会在红色激光起作用的波长下释放大量光。由于这会淹没CMOS / CCD检测器,因此很难实现稳定的测量。当目标变热并释放高强度光时,激光测量将完全失败。

    另一方面,蓝光激光器以405 nm的较短波长工作,该波长远离可见光谱的红色部分。这使得流量计不受发射光的影响,借助简单的滤光器,该发射光被阻止进入检测器,并确保了非常稳定的信号。蓝色激光流量计最初被开发用于钢铁加工业中的炽热发光金属,以及用于测量排气歧管上的振动以及用于汽车制动盘变形测试,也已用于其他应用。

    其他材质
    在测量食品,有机材料,透明或半透明的材料(例如塑料)时,蓝色激光由于波长较短而强度较低,因此与红色激光相比,其穿透表面的可能性要小得多。由于传统的红色激光会更多地渗透到目标材料中并在那里扩散,因此会在目标表面上造成散焦点。这会使模糊的斑点反射回检测器,从而控制流量计确定确切的距离。相反,蓝色激光由于其减小的波长和强度而不会渗透到目标物体中。它在表面上产生一个非常小的聚焦激光点,并提供稳定而精确的测量结果。

    高度抛光的表面
    蓝色激光流量计由于波长较短,因此在光泽度或高度抛光的表面上表现更好。红色激光会因发亮的表面而变形,并导致“斑点”效应,从而增加检测器上的信号噪声并降低测量精度。相比之下,波长较短的蓝色激光流量计的性能异常出色,斑点较少,噪声水平比红色激光流量计小3倍。

    2D / 3D轮廓测量
    使用蓝色激光进行三角剖分的好处不仅限于一维测量,即位移,距离,厚度和振动,还可以应用于多维2D和3D检查,例如轮廓或轮廓测量。在这种情况下,使用蓝色激光流量计代替红色激光流量计已经引入了新的测量应用程序,而以前使用红色激光流量计是不可能的。因此,蓝色激光轮廓流量计可用于测量炽热发光的金属,食品,有机材料,高度抛光的表面和透明材料的轮廓。

    当红色是最好的
    红色激光流量计将比蓝色激光流量计更适合于更高比例的测量应用。具有高强度的红色激光流量计可以在无光或反射率较低的表面上表现更好,尤其是在快速移动的目标上。此外,在测量范围,流量计性能和更具成本效益的解决方案方面,供应商通常会为红色激光流量计提供更多选项和变体。

    结论
    在为距离,位移或轮廓测量应用选择涡街流量计流量计时,重要的是要考虑目标物体的表面和温度特性。需要考虑一些问题,例如目标外观是否从深色变为白色?在进行测量时,表面或材料会动态变化吗?目标物体移动的速度有多快,测量需要达到的精度有多高?这些将确定是红色激光还是蓝色激光更适合该应用。此外,一些供应商可以在其产品组合中同时提供红色和蓝色激光流量计,这可能导致客户在购买前获得更合理的建议,并改善了技术支持和建议。