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光譜共焦位移傳感器用于散熱片高精度測(cè)厚

一般電氣設(shè)備都需要散熱,因?yàn)闄C(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,相當(dāng)一部分電能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱量,而且功率越大,機(jī)器越容易發(fā)燙。散熱片是散熱器的關(guān)鍵組成部分,其材質(zhì)多為鋁合金,黃銅或青銅,因其具備優(yōu)異的散熱性能,通常被用于對(duì)易發(fā)熱電子元件的散熱保護(hù)。


為了達(dá)到理想的散熱效果,在設(shè)計(jì)一些功率電路時(shí)往往需要考慮散熱片的尺寸大小,靠“經(jīng)驗(yàn)”判斷無(wú)法保證準(zhǔn)確度,太大增加成本,過(guò)小了改版麻煩, 同時(shí)還要考慮到裝配位置的問(wèn)題,因此有必要對(duì)散熱片做各種檢測(cè)。


散熱片外觀檢測(cè)傳統(tǒng)方式是采用人工目檢并借助游標(biāo)卡尺或其他產(chǎn)線量測(cè)治具來(lái)完成,效率低且難以保持一致性,尤其當(dāng)下人工成本攀升,機(jī)器視覺(jué)由于具有檢測(cè)速度快、精度高、穩(wěn)定性好和安全可靠等優(yōu)勢(shì),成為企業(yè)產(chǎn)線升級(jí)實(shí)現(xiàn)降本增效的不二之選。


◆ 下面我們來(lái)賞析一份采用點(diǎn)光譜共焦位移傳感器對(duì)散熱片進(jìn)行雙頭測(cè)厚的應(yīng)用案例。


1. 項(xiàng)目需求


測(cè)量散熱片厚度


2. 檢測(cè)方案


● 由于銀、鋁、銅等材質(zhì)光的反射率非常高,可采用光譜共焦色散法檢測(cè)樣品;可以通過(guò)測(cè)量?jī)擅娴臉?biāo)記點(diǎn)獲取厚度值。


● 在樣品表面選取邊緣18 個(gè)采樣點(diǎn),利用特殊支架以雙頭測(cè)厚方式同時(shí)掃描兩面的標(biāo)記點(diǎn)位置,通過(guò)標(biāo)定算法計(jì)算差值獲取樣品厚度值,并通過(guò)多次數(shù)據(jù)采集驗(yàn)證數(shù)據(jù)的重復(fù)性,示意圖如下:



3. 測(cè)試部署


i.在室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試,確保室溫正常;


ii搭建好測(cè)試平臺(tái),保證測(cè)試設(shè)備的正常運(yùn)行;


iii. 調(diào)節(jié)傳感頭與被測(cè)物體之間的大概距離,利用客戶端雙頭測(cè)厚校正的步驟,使兩個(gè)光軸同軸;


iv. 對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,自動(dòng)調(diào)光,預(yù)設(shè)積分時(shí)間:400us,中值濾波和滑動(dòng)平均濾波都是:128,觸發(fā)模式:Timing trigger。


v.移動(dòng)到樣品上有標(biāo)記的 18 個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行雙頭測(cè)厚,記錄其厚度數(shù)據(jù),重復(fù)測(cè)量 10次;


vi. 整理每個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù),匯總分析。


4. 測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)



傳感頭HPS-CFL030 + 控制器HPS-CF2000 組合



5. 檢測(cè)數(shù)據(jù)



6. 結(jié)論


由所有測(cè)量數(shù)據(jù)分析可知,海伯森點(diǎn)光譜共焦位移傳感器測(cè)量金屬散熱片所有 18 個(gè)點(diǎn)位的數(shù)據(jù)的重復(fù)精度能夠達(dá)到 0.7um 以下。


不同點(diǎn)位的數(shù)據(jù)差異的原因是標(biāo)記點(diǎn)位上有水筆的油墨,會(huì)造成一定的測(cè)量誤差,但是配合機(jī)臺(tái)的誤差在內(nèi),重復(fù)精度還是比較好的,具體效果可能還是要看實(shí)際的測(cè)量環(huán)境。


隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展升級(jí),數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速了智能制造進(jìn)程,機(jī)器視覺(jué)工業(yè)、消費(fèi)、軍工、航天等各大領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。而光譜共焦傳感器作為“新技術(shù)產(chǎn)品”,檢測(cè)材質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng),精度高、穩(wěn)定性好,且檢測(cè)頻率快,有效提升檢測(cè)效率,減少人工成本,未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。



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