Hora de publicación: 2023-04-24 Origen: Sitio
El lápiz óptico de diamantes se mueve verticalmente en contacto con la muestra y luego se mueve lateralmente a través de la muestra para una distancia especificada y una fuerza de contacto especificada. Un perfilador puede medir pequeños cambios de superficie en el desplazamiento del lápiz vertical en función de la posición. Un perfilador típico puede medir pequeños pequeños Características verticales entre 10 nm y 1 mm de altura. La posición de altura del lápiz óptico de diamantes produce una señal analógica que se convierte en una señal digital, almacenada, analizada y mostrada. El radio del lápiz óptico de diamantes varía de 20 nm a 50 µm, y el La resolución horizontal se controla mediante la velocidad de escaneo y la velocidad de muestreo de la señal de datos. Las fuerzas de seguimiento de Stylus pueden variar de menos de 1 a 50 miligramos.
Ventajas de contacto perfilómetros incluyen aceptación, independencia de la superficie, resolución y es una técnica directa sin modelado. La mayoría de los estándares de acabado de superficie del mundo están escritos para perfiladores de contacto. A menudo se requiere un perfilador de este tipo para seguir un método prescrito. A menudo, una ventaja en entornos sucios, donde los métodos sin contacto pueden terminar medir la contaminación de la superficie en lugar de la superficie en sí. porque el lápiz está en contacto con la superficie, este método no es sensible a la reflectancia o el color de la superficie. Sea tan pequeño como 20 nm, significativamente mejor que los perfiles ópticos de luz blanca. La resolución vertical también es típicamente subnanómetro.
Los perfiladores ópticos son un método sin contacto que proporciona gran parte de la misma información que los perfiladores basados en lápiz óptico. Actualmente se están utilizando muchas técnicas diferentes, como la triangulación láser (sensores de triangulación), microscopía confocal (para perfilar objetos muy pequeños), coherente Interferometría de escaneo y holografía digital.Las ventajas de los perfiladores ópticos son la velocidad, la confiabilidad y el tamaño de la mancha. Para los pequeños pasos y requisitos del escaneo 3D, ya que el perfilador sin contacto no toca la superficie, la velocidad de escaneo se determina por la luz reflejada desde la superficie y la velocidad de la electrónica de adquisición. Para pasos grandes, un escaneo 3D en un perfilador óptico puede ser mucho más lento que una exploración 2D en un perfilador de lápiz óptico. Los perfiladores ópticos no tocan la superficie y, por lo tanto, no pueden dañarse por la abrasión de la superficie o por un operador descuidado. Muchos perfiles sin contacto son un estado sólido, lo que tiende a reducir significativamente el mantenimiento requerido. Métodos ópticos con tamaños puntuales o resoluciones laterales que van desde unos pocos micras hasta submicrones.
Profilómetros resueltos en el tiempo:
Las tecnologías que no son de escaneo, como la microscopía holográfica digital, permiten mediciones de topografía en 3D en tiempo real. El terreno 3D se mide con una sola adquisición de cámara, por lo que la tasa de adquisición solo está limitada por la tasa de adquisición de la cámara, algunos sistemas miden el terreno a una velocidad de cuadro a una velocidad de cuadro de 1000 fps. Los sistemas resueltos en el tiempo pueden medir cambios topográficos, como la curación de materiales inteligentes o la medición de muestras móviles. Se puede usar un perfilador resuelto en el tiempo junto con un estroboscopio para medir las vibraciones MEMS en el rango de MHZ. La unidad estroboscópica proporciona una señal de excitación para los MEMS y una señal de gatillo para la fuente de luz y la cámara.
La ventaja de los perfiladores resueltos en el tiempo es que son resistentes a las vibraciones. A los métodos de escaneo, los tiempos de adquisición de perfilómetro resuelto en el tiempo están en el rango de milisegundos. No se requiere calibración vertical: la medición vertical no depende del mecanismo de exploración, microscopio holográfico digital vertical La medición tiene una calibración vertical inherente basada en la longitud de onda de la fuente del láser. La muestra no es estática, y la topografía de la muestra responde a estímulos externos. Con mediciones de vuelo, la topografía de una muestra móvil se puede adquirir con tiempos de exposición cortos. Las mediciones de vibración de MEMS se pueden realizar cuando el sistema se combina con una unidad estroboscópica.
Profilómetros ópticos basados en fibra:
Los perfiladores ópticos basados en fibra óptica escanean una superficie utilizando una sonda óptica que envía una señal de interferencia óptica al detector de perfiladores a través de una fibra óptica. Las sondas basadas en fibra se pueden ubicar físicamente a cientos de metros de la carcasa del detector sin degradar la señal de la señal Otras ventajas del uso de un perfilador óptico basado en fibra incluyen flexibilidad, adquisición de perfil largo, robustez y facilidad de integración en procesos industriales. tales como grietas estrechas o tuberías de pequeños diámetros. Dado que estas sondas generalmente adquieren un punto a la vez y a altas tasas de muestreo, se pueden adquirir perfiles de superficie largos (continuos). Se pueden realizar la escaneo en entornos hostiles, incluidas temperaturas muy calientes o criogénicas o en cámaras radiactivas, mientras que los detectores se encuentran de forma remota, en un entorno seguro humano. Las sondas basadas en fibra óptica se instalan fácilmente en proceso, por ejemplo. por encima de una red en movimiento o en varios sistemas de posicionamiento.