光學儀器是儀器儀表行業中非常重要的組成類別,是工農業生產、資源勘探、空間探索、科學實驗、國防建設以及社會生活各個領域不可缺少的觀察、測試、分析、控制、記錄和傳遞的工具。特別是現代光學儀器的功能已成為人腦神經功能的延伸和拓展。
光學儀器是由單個或多個光學器件組合構成。光學儀器主要分為兩大類,一類是成實像的光學儀器,如幻燈機、照相機等;另一類是成虛像的光學儀器,如望遠鏡、顯微鏡、放大鏡等。
近期,上海市計量測試技術研究院為江西鳳凰光學有限公司進行技術調研。鳳凰光學經歷了傳統照相器材產品到數位相機、數字光學儀器、高精密光學鏡片等發展。
上海市計量測試技術研究院在對接光學產業發展的計量需求取得的科技成果,如膜厚儀、橢偏儀、圓度儀、平面雷射幹涉儀等光學儀器的校準能力與技術優勢。
雙方一致同意在精密坐標測量、非接觸式圓度、平面平晶等測量方法研究以及標準制定等方面開展合作。雙方將發揮各自的技術和平臺優勢,加強資源整合,實現合作共贏。
膜厚測試儀
分為手持式和臺式二種,手持式又有磁感應鍍層測厚儀,電渦流鍍層測厚儀,螢光X射線儀鍍層測厚儀。手持式的磁感應原理時,利用從測頭經過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小,來測定覆層厚度。也可以測定與之對應的磁阻的大小,來表示其覆層厚度。
臺式的螢光X射線膜厚測試儀,是通過一次X射線穿透金屬元素樣品時產生低能量的光子,俗稱為二次螢光,在通過計算二次螢光的能量來計算厚度值。
採用磁感應原理時,利用從測頭經過非鐵磁覆層而流入鐵磁基體的磁通的大小,來測定覆層厚度。也可以測定與之對應的磁阻的大小,來表示其覆層厚度。磁性原理測厚儀可應用來精確測量鋼鐵表面的油漆層,瓷、搪瓷防護層,塑料、橡膠覆層,包括鎳鉻在內的各種有色金屬電鍍層,以及化工石油待業的各種防腐塗層。
橢偏儀
是一種用於探測薄膜厚度、光學常數以及材料微結構的光學測量儀器。由於測量精度高,適用於超薄膜,與樣品非接觸,對樣品沒有破壞且不需要真空,使得橢偏儀成為一種極具吸引力的測量儀器。成像橢圓偏振技術正在引起越來越多的興趣。
研究人員發現利用成像橢偏技術可實現超小塊薄膜分析、原位橢偏測量、各種液體環境下的橢偏分析並且可以實現和多種技術聯用,如布魯斯特角顯微鏡、表面等離子共振、原子力顯微鏡、石英晶體微天平、LB槽、反射光譜儀、太赫茲光譜儀以及拉曼光譜儀等等。這些新特點拓展了橢偏儀的應用領域。這橢偏技術帶來了新的研究熱點的同時也給該技術帶來了挑戰,例如在非穩定液體表面的薄膜的測量和顯微成像等。
圓度儀
是一種利用迴轉軸法測量工件圓度誤差的測量工具。圓度儀分為傳感器迴轉式和工作檯迴轉式兩種形式。測量時,被測件與精密軸系同心安裝,精密軸系帶著電感式長度傳感器或工作檯作精確的圓周運動。圓度儀由儀器的傳感器、放大器、濾波器、輸出裝置組成。若儀器配有計算機,則計算機也包括在此系統內。
通常有兩種類型:小型臺式,把工件裝在迴轉的工作檯上,測量頭裝在固定的立柱上;大型落地式,把工件裝在固定的工作檯上,測量頭安裝在迴轉的主軸上。測量時,測量頭與工件表面接觸,儀器的迴轉部分(工作檯或主軸)旋轉一周。因迴轉部分的支承軸承精度極高,故迴轉時測量頭對被測表面將產生一高精度的圓軌跡。
被測表面的不圓度使測量頭發生偏移,轉變為電(或氣)信號,再經放大,可自動記錄在圓形記錄紙上,直接讀出各部分的不圓度,供評定精度與工藝分析之用。廣泛用於精密軸承、工具機及儀器製造工業中。
平面雷射幹涉儀
以雷射波長為已知長度,利用邁克耳遜幹涉系統測量位移的通用長度測量。雷射具有高強度、高度方向性、空間同調性、窄帶寬和高度單色性等優點。目前常用來測量長度的幹涉儀,主要是以麥可遜幹涉儀為主,並以穩頻氦氖雷射為光源,構成一個具有幹涉作用的測量系統。雷射幹涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來作線性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等測量工作,並可作為精密工具機或測量儀器的校正工作。
精密坐標測量
坐標測量能測得物體上目標點或離散點在某一坐標系下坐標的測量稱為坐標測量。坐標測量主要的技術方法有: 自由設站法、極坐標法、GPS 單點定位法、CSRTK法、散光跟蹤法、雷射掃描法。主要儀器設備有電子全站儀、ces 接收機、雷射跟蹤儀、雷射掃描儀和工業三維測量中的一些測量系統等。坐標的概念源於解析幾何。
解析幾何的基本思想是構建坐標系,將點與實數聯繫起來,進而可以將平面上的曲線用代數方程表示。從這裡可以看到,運用坐標法不僅可以把幾何問題通過代數的方法解決,而且還把變量、函數以及數和形等重要概念密切聯繫了起來。坐標的概念應用到工業生產中解決了大量實際問題,而且絕大部分現代測量儀器都是在坐標測量原理的基礎上建立的。
非接觸式測厚儀
測量儀器與被測物體非接觸測量,能夠很好地保護所測物體。在工業生產中多用來連續測量產品的厚度(如鋼板、鋼帶、紙張、塗層、板材、薄膜、片材等)。雷射在線測厚儀是新一代研製的在線、非接觸式的測厚儀。它集雷射光源,光電檢測和計算機工業控制技術三者於一身,可廣泛用於生產線上對各種材料的厚度、寬度、輪廓的實時測量,是我國工業生產線產品質量控制的重要設備。
平面平晶
平行平晶是用於以幹涉法測量塊規,以及檢驗塊規、 量規、零件密封面、測量儀器及測量工具量面的研合性和平面度的 常用工具。具有兩個(或一個)光學測量平面的正圓柱形或長方形的量規。光學測量平面是表面粗糙度數值和平面度誤差都極小的玻璃平面,它能夠產生光波幹涉條紋(見雷射測長技術)。
平晶有平面平晶和平行平晶兩種。適用於光學加工廠、廠礦企業計量室、精密加工車間、閥門密封面現場檢測使用,也適用於高等院校、科學研究等單位做平面度等檢測。
新聞來源:上海市計量測試技術研究院