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使用渦街流量計對制造出的液體體積進行可靠的測量

來源:作者:發表時間:2019-11-30

    在制造和檢查過程日益自動化的過程中,光學測量技術發揮著重要作用。通過現代渦街流量計技術可以對制造的零件及其測量點進行快速,高精度和可靠的測量。實時測量數據通常是可用的,可用于自動校正和調節生產過程。

    優化的流程可提高產品質量,并減少能源和原材料的使用,從而降低生產成本。多年來,Micro-Epsilon憑借其廣泛的精度,高速光學位移和距離測量流量計的支持,一直是非接觸式測量技術領域的市場領導者。

    三角剖分原理涉及在使用不同測量方法的各種材料表面上的距離的測量:使用激光點的距離,位移和位置的測量,以及使用激光線的間隙或輪廓的測量。不管這些方法有多么不同,它們都具有高速,高精度和可靠性。

    激光點流量計
    一個簡單的幾何關系構成了渦街流量計原理的基礎。激光束通過激光二極管將激光束傳輸到測量對象上,并且反射光通過透鏡聚焦到CCD / CMOS陣列上。

 

渦街,<a href=//www.echjq.club/ target=_blank class=infotextkey>蒸汽流量計</a>.jpg

 

    激光二極管,CCD陣列上的投影和目標物體上的測量點之間的三點關系用于確定到測量物體的距離??梢允迪旨阜種晃⒚椎牟飭糠直媛?。

    除模擬接口外,數字接口還可用于直接與現有環境連接??梢允褂猛獠縋C來配置帶有數字接口的流量計。

    基于激光的光學位移流量計可以使用一個很小的點在很長的距離上測量目標,從而可以在很小的部分上進行測量。相應地,較大的測量距離可以針對困難的目標表面(包括鐵水)進行測量。

    由于流量計不與目標物發生任何物理接觸,因此非接觸原理可實現無磨損測量。此外,渦街流量計原理適用于高分辨率和高精度的快速測量。

    自動化的取放機器需要在最小的設計范圍內進行快速,高精度的測量。激光點流量計有利于非常小的組件的質量控制,因為它們需要定位在正確的高度,正確的側面朝上以及正確的位置。

    還要檢查組件的更小的IC引腳,以檢查它們是否與電路板之間的距離正確正確。之后,這些引腳可以連接到電路板。兩個組件之間的距離不得太大以確保正確焊接。

    所謂的“共面性”是指引腳是否相互排列,是需要使用高精度測量技術進行檢查的關鍵因素。組件在三角位移流量計上引導,該流量計的激光束掃描引腳。

    流量計在計算距離值后決定是否應卸下或放置組件。由于零件很小,對測量技術的要求很高,并且從有光澤的表面到無光澤的表面都有快速的變化。

    電路板表面無光澤,而引腳則由發亮的金屬制成。因此,流量計中的接收器元件經常交替暴露在強反射和弱反射下,這是optoNCDT 1420激光流量計經過優化以執行的任務。自動目標補償(ATC)可快速控制不同的反射并確保距離信號的信號頻率平滑。

    Micro-Epsilon通過其optoNCDT 1320/1420激光流量計在設計和功能方面為渦街流量計樹立了新標準,該流量計最近獲得了2016年紅點獎工業設計獎。從1954年開始,“紅點”獎被視為國際認可的質量標志。

    這些激光流量計具有各種特性的獨特和完美結合。微小的激光光斑尺寸實現了對極細細節的測量,該光斑通過光學系統聚焦到微小的直徑。

    激光流量計沒有外部控制器,這使得它們緊湊,從而可以將其安裝在有限的空間內。集成的評估電子設備還可節省空間并簡化布線。

    此外,出色的性價比/創新的Web界面簡化了流量計的設置,可為不同表面(例如電路板)提供預定義的設置。除電子產品生產外,激光流量計還用于木材加工,包裝工業,醫療工程,物流,質量保證和激光雕刻設備。

    激光線三角測量
    除了檢查一維數量外,還需要在工業生產中進行多維質量控制。激光輪廓掃描儀越來越多地用于輪廓和輪廓測量應用。用于二維輪廓檢測的渦街流量計技術是操作原理的基礎。

    在不同的物體表面上檢測,測量和評估輪廓。使用特殊的透鏡,激光束被放大以形成一條靜態激光線,而不是一個點,并投射到目標表面上。該激光線的漫反射光通過光學系統投射到高度敏感的流量計矩陣上。

    除了距離信息(z軸)之外,控制器還使用該相機圖像來計算沿激光線(x軸)的位置。相對于流量計固定的二維坐標系接收這些測量值。

    因此,有可能獲得用于遍歷流量計或移動物體的3D測量值。形成激光掃描儀一部分的高度靈敏的接收矩陣可以對幾乎所有工業材料進行測量,而很大程度上不受表面反射的影響。

    典型應用之一是檢查智能手機外殼中的膠粘珠。智能手機內部非常精細的輪廓以及特別薄的,部分半透明的膠粘珠粒是一項艱巨的任務。

    在此,要求是絕對的可靠性,對卷邊完整性的完全控制以及所施加粘合劑的高度和寬度。這也適用于筆記本電腦和平板電腦上的徽標,在這些徽標中,將凹槽銑入了鋁制外殼,然后將徽標元素粘貼到其上。凹槽必須與外殼齊平。

    由于客戶很快就會感覺到凸起的徽標或凹陷,因此觸覺(觸感)是重要的因素。使用激光線掃描儀測量這些凹陷,以確定平面度和深度。為了確保完美貼合,還測量了膠粘部件。

    激光輪廓掃描儀使用紅色或更近的藍色激光線進行操作。從早期開始,這些光學標準流量計就使用紅色激光作為接收元件,因為它具有最高的靈敏度。

    使用紅色激光線的激光輪廓掃描儀可為許多應用提供精確的結果。但是,紅色激光在檢測熾熱的發光,透明或有機物體時會受到限制。

    幾年前,Micro-Epsilon革新了這項技術,并以激光點流量計的形式展示了世界上第一個藍色激光技術。與紅色激光相反,藍色激光不會穿透測量對象,而是會投射一條清晰的線。這樣可以對熾熱的發光物體和有機物體進行可靠,高精度的測量。

    scanCONTROL 29xx-10 / BL設置了配置文件分辨率的新基準。這款新型號配備了Micro-Epsilon的創新型Blue Laser技術,可提供僅10 mm的有效測量范圍,輪廓分辨率為1280點。

    激光輪廓掃描儀的點距僅為7.8 µm,在25 mm的測量范圍內提供了兩倍于以前的激光掃描儀的分辨率。由于具有這種特殊特性,激光掃描儀甚至能夠以最高精度檢測最小的零件。

    因此,有必要通過監視各個生產步驟來確??煽康鬧柿靠刂?。這款激光輪廓掃描儀結合了集成控制器,緊湊型掃描儀和不同的接口,非常適合動態生產控制和在線應用。

    使用渦街流量計的測量和檢查系統

    三角測量流量計也用于測量系統中,例如用于測量金屬的厚度。尺寸,幾何厚度測量的原理包括在材料的兩側都提供光學距離流量計。

     在使用激光輪廓流量計進行厚度測量時,會處理整個激光線,而使用激光點流量計進行的測量則基于一個點。確定距離信號之和與工作范圍值之間的差,以測量生產過程中的厚度。為了實現精確的厚度測量,兩條激光線需要一致地投射到材料的頂面和背面。

    正確的選擇
    非接觸式測量技術由于其高精度,緊湊的尺寸,測量速度和快速的數據處理而具有許多優勢。用戶可以從任何不同的測量系統中進行選擇。每個原則都有其自身的優點和局限性,需要仔細考慮。

    Micro-Epsilon提供特殊的解決方案和定制設計,以適應客戶的規格要求,因為具有挑戰性的應用需要魯棒性,更高的分辨率,線性度或特殊的安裝和安裝條件以及溫度穩定性。

    選擇紅色或藍色激光以獲得目標材料非常好的效果的指南
    紅色激光三角剖分位移流量計已經使用了20多年,而藍色激光版本現在已作為新增產品提供。在選擇激光器的顏色之前,了解在特定目標材料上表現非常好的的激光器的類型非常重要。

    渦街流量計是一種廣泛用于測量工業位移的非接觸式方法。傳統上,該流量計技術使用紅色激光。紅色激光流量計已經使用了20多年,并且以其性能著稱。近年來,對這些流量計進行了改進,以在快速移動的物體以及各種變化的表面(包括無光和低反射表面)上提供出色的測量穩定性。但是,紅色激光流量計在某些材料上的性能較差。因此,與紅色渦街流量計流量計相比,何時可以非常好的地使用藍色渦街流量計流量計?在回答這個問題時,需要考慮許多因素。

    激光三角剖分原理
    按照渦街流量計的原理,激光二極管將可見光點投射到被測物體的表面上。然后,由該可見點反射的反向散射光通過高質量的光學透鏡系統投射到CMOS或CCD陣列上。當目標改變位置時,反射光的運動會投射到CCD陣列上并進行分析,以輸出目標的準確位置。測量值在集成控制器中進行數字處理,然后通過模擬(I / U)和數字接口RS422,EtherCAT或以太網轉換成定標輸出。

    目標材料
    目標材料或測量對象對于確定如何獲得穩定的測量很重要。某些材料,例如熾熱的熾熱金屬或物體會在紅色激光起作用的波長下釋放大量光。由于這會淹沒CMOS / CCD檢測器,因此很難實現穩定的測量。當目標變熱并釋放高強度光時,激光測量將完全失敗。

    另一方面,藍光激光器以405 nm的較短波長工作,該波長遠離可見光譜的紅色部分。這使得流量計不受發射光的影響,借助簡單的濾光器,該發射光被阻止進入檢測器,并確保了非常穩定的信號。藍色激光流量計最初被開發用于鋼鐵加工業中的熾熱發光金屬,以及用于測量排氣歧管上的振動以及用于汽車制動盤變形測試,也已用于其他應用。

    其他材質
    在測量食品,有機材料,透明或半透明的材料(例如塑料)時,藍色激光由于波長較短而強度較低,因此與紅色激光相比,其穿透表面的可能性要小得多。由于傳統的紅色激光會更多地滲透到目標材料中并在那里擴散,因此會在目標表面上造成散焦點。這會使模糊的斑點反射回檢測器,從而控制流量計確定確切的距離。相反,藍色激光由于其減小的波長和強度而不會滲透到目標物體中。它在表面上產生一個非常小的聚焦激光點,并提供穩定而精確的測量結果。

    高度拋光的表面
    藍色激光流量計由于波長較短,因此在光澤度或高度拋光的表面上表現更好。紅色激光會因發亮的表面而變形,并導致“斑點”效應,從而增加檢測器上的信號噪聲并降低測量精度。相比之下,波長較短的藍色激光流量計的性能異常出色,斑點較少,噪聲水平比紅色激光流量計小3倍。

    2D / 3D輪廓測量
    使用藍色激光進行三角剖分的好處不僅限于一維測量,即位移,距離,厚度和振動,還可以應用于多維2D和3D檢查,例如輪廓或輪廓測量。在這種情況下,使用藍色激光流量計代替紅色激光流量計已經引入了新的測量應用程序,而以前使用紅色激光流量計是不可能的。因此,藍色激光輪廓流量計可用于測量熾熱發光的金屬,食品,有機材料,高度拋光的表面和透明材料的輪廓。

    當紅色是最好的
    紅色激光流量計將比藍色激光流量計更適合于更高比例的測量應用。具有高強度的紅色激光流量計可以在無光或反射率較低的表面上表現更好,尤其是在快速移動的目標上。此外,在測量范圍,流量計性能和更具成本效益的解決方案方面,供應商通?;崳焐す飭髁考鋪峁└嘌∠詈捅涮?。

    結論
    在為距離,位移或輪廓測量應用選擇渦街流量計流量計時,重要的是要考慮目標物體的表面和溫度特性。需要考慮一些問題,例如目標外觀是否從深色變為白色?在進行測量時,表面或材料會動態變化嗎?目標物體移動的速度有多快,測量需要達到的精度有多高?這些將確定是紅色激光還是藍色激光更適合該應用。此外,一些供應商可以在其產品組合中同時提供紅色和藍色激光流量計,這可能導致客戶在購買前獲得更合理的建議,并改善了技術支持和建議。

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