在煙盒大小微型傳感器中集成光學(xué)芯片，讓高精度位移和振動(dòng)測(cè)量成為可能！

激光位移傳感器常用于長(zhǎng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測(cè)量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測(cè)等。通過(guò)激光位移傳感器測(cè)量金屬薄片（薄板）的厚度變化，可以幫助發(fā)現(xiàn)皺紋、小洞或者重疊，避免機(jī)器發(fā)生故障；而在微小零件的位置識(shí)別、傳送帶上有無(wú)零件的監(jiān)測(cè)、機(jī)械手位置（工具中心位置）的控制等方面的應(yīng)用，則可以確保設(shè)備、產(chǎn)線的高效運(yùn)轉(zhuǎn)；在灌裝產(chǎn)品線上，可利用激光束反射表面的擴(kuò)展程序來(lái)精確的識(shí)別灌裝產(chǎn)品填充是否合格，在監(jiān)測(cè)數(shù)量的同時(shí)也能保證灌裝質(zhì)量。此外，在絕對(duì)距離測(cè)量、相對(duì)位移測(cè)量、遠(yuǎn)程振動(dòng)測(cè)量或振動(dòng)頻譜測(cè)量、輪廓檢測(cè)、厚度測(cè)量、曲率測(cè)量、透明物體的厚度測(cè)量等方面，激光位移傳感器都有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

一．激光位移傳感器介紹

目前已有很多技術(shù)能實(shí)現(xiàn)精確的光學(xué)位移測(cè)量，而工業(yè)化的激光位移傳感器一般采用激光三角測(cè)量法和激光回波分析法兩種方法，此外還可利用彩色共焦和干涉測(cè)量原理進(jìn)行精確的位移測(cè)量。此外，激光位移傳感器也被用來(lái)進(jìn)行非接觸振動(dòng)測(cè)量。但對(duì)于特定的測(cè)量條件和測(cè)量要求，以上方法都各有缺陷。

對(duì)激光位移傳感器而言，激光三角測(cè)量法適用于高精度、短距離的測(cè)量，激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。在當(dāng)前的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用中，通常采用三角測(cè)量法，這種方法最高線性度可達(dá)1um，分辨率可達(dá)到0.1um的水平。

激光三角法是一種由角度計(jì)算得到單點(diǎn)或多維的距離測(cè)量。通過(guò)鏡頭將可見(jiàn)紅色激光射向被測(cè)物體表面，經(jīng)物體反射的激光通過(guò)接收器鏡頭，被內(nèi)部的ccd線性相機(jī)接收，根據(jù)不同的距離，ccd線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見(jiàn)”這個(gè)光點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離，數(shù)字信號(hào)處理器就能計(jì)算出傳感器和被測(cè)物體之間的距離。

回波分析法則是通過(guò)激光發(fā)射器每秒發(fā)射一百萬(wàn)個(gè)激光脈沖到檢測(cè)物并返回至接收器，處理器計(jì)算激光脈沖遇到檢測(cè)物并返回至接收器所需的時(shí)間，以此計(jì)算出距離值，該輸出值是將上千次的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行的平均輸出，即所謂的脈沖時(shí)間法測(cè)量的，最遠(yuǎn)檢測(cè)距離可達(dá)250m。

而在精確的振動(dòng)測(cè)量方面，常用的激光多普勒振動(dòng)儀（LDV）的工作原理是在光學(xué)干涉的基礎(chǔ)上，通過(guò)兩束相干光束I1和I2的疊加來(lái)進(jìn)行測(cè)量。疊加后的光強(qiáng)不是簡(jiǎn)單的兩束光強(qiáng)之和，而且包括一個(gè)相干調(diào)制項(xiàng)。調(diào)制項(xiàng)與兩束光之間的路徑長(zhǎng)度有關(guān)。

盡管激光三角法測(cè)量位移相對(duì)簡(jiǎn)單可靠，但其缺點(diǎn)是測(cè)量精度隨著測(cè)量距離和范圍的增大而降低，因此測(cè)量范圍受到限制。此外，還需要一定的開(kāi)放空間來(lái)滿(mǎn)足三角法的測(cè)量需求，故無(wú)法實(shí)現(xiàn)在深溝或深孔中的應(yīng)用。而激光回波分析法則適合于長(zhǎng)距離檢測(cè)，但測(cè)量精度相對(duì)于激光三角測(cè)量法要低。在振動(dòng)測(cè)量應(yīng)用方面，前面這兩種位移／距離測(cè)量技術(shù)的檢測(cè)能力（頻率范圍／振動(dòng)量范圍／精度）比較有限。而LDV雖可進(jìn)行非常精確的振動(dòng)測(cè)量及瞬時(shí)位移測(cè)量，但是欠缺測(cè)量絕對(duì)位移或距離的能力，且成本也相當(dāng)高。

二．激光傳感新方案

昊量光電全新推出的激光位移傳感器是一種小型激光傳感平臺(tái)，將這兩種主流的傳感功能結(jié)合在一個(gè)光學(xué)平臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量和振動(dòng)測(cè)量等多種功能，在保持高精度測(cè)量的同時(shí)還極大降低了模塊尺寸和成本。

目前光學(xué)元器件通常體積大且價(jià)格昂貴，并且在與其他電子元器件的連接過(guò)程需要定制精確的裝配流程。而光學(xué)元件集成化可以使其在低成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和更多的功能。集成光學(xué)芯片可以在一個(gè)單一的光學(xué)基底上包含數(shù)十到數(shù)百個(gè)光學(xué)元件，包括激光器、調(diào)制器、光電探測(cè)器和濾波器，現(xiàn)已成為一種有效的解決方案，為現(xiàn)有和新興市場(chǎng)提供創(chuàng)新的光學(xué)模組。隨著現(xiàn)代制造對(duì)光學(xué)傳感器技術(shù)需求的不斷增長(zhǎng)，集成光學(xué)芯片可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使得傳感器可以進(jìn)行更快速、更準(zhǔn)確的測(cè)量，而且成本更低。

微型激光傳感平臺(tái)原理圖

如傳感器平臺(tái)的原理圖所示，具有不同延遲線的光學(xué)干涉儀最先在集成光學(xué)芯片上實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)一個(gè)一體化封裝將集成光學(xué)芯片、激光二極管、探測(cè)器陣列和光學(xué)透鏡組成一個(gè)小型化激光傳感模組。摯感光子自主研發(fā)的激光傳感平臺(tái)通過(guò)專(zhuān)有的數(shù)字信號(hào)處理（DSP）算法，可提供LDV技術(shù)中的瞬時(shí)位移、振動(dòng)和光學(xué)相位測(cè)量等多種功能，此外還可以實(shí)現(xiàn)與常規(guī)三角法激光位移傳感器一樣的絕對(duì)位移／距離的測(cè)量， 并具有同等甚至更優(yōu)的測(cè)量精度。

激光同軸位移傳感器（左）與傳統(tǒng)的三角法激光位移傳感器（右）對(duì)比

三．技術(shù)參數(shù)介紹

昊量光電全新推出的激光振動(dòng)/位移傳感器光學(xué)元件集成化可以實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的設(shè)計(jì)和更多的功能。集成光學(xué)芯片可以在一個(gè)單一的光學(xué)基底上包含數(shù)十到數(shù)百個(gè)光學(xué)元件，包括激光器、調(diào)制器、光電探測(cè)器和濾波器等。

相對(duì)于傳統(tǒng)基于分立器件的多普勒測(cè)振儀，MV-H以其低功耗、高性能、小型化的優(yōu)勢(shì)，為客戶(hù)帶來(lái)了低成本、便于集成的解決方案，也為激光振動(dòng)傳感器的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

1.產(chǎn)品參數(shù)指標(biāo)

2.軟件功能完善

3.豐富的配件可選

上海昊量光電作為這款微型位移/振動(dòng)傳感器在中國(guó)大陸地區(qū)最大的代理商，為您提供專(zhuān)業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)。

關(guān)于昊量光電

昊量光電 您的光電超市！

上海昊量光電設(shè)備有限公司致力于引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)性與創(chuàng)新性的光電技術(shù)與可靠產(chǎn)品！與來(lái)自美國(guó)、歐洲、日本等眾多知名光電產(chǎn)品制造商建立了緊密的合作關(guān)系。代理品牌均處于相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展前沿，產(chǎn)品包括各類(lèi)激光器、光電調(diào)制器、光學(xué)測(cè)量設(shè)備、精密光學(xué)元件等，所涉足的領(lǐng)域涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫(yī)療、科學(xué)研究、國(guó)防及前沿的細(xì)分市場(chǎng)比如為量子光學(xué)、生物顯微、物聯(lián)傳感、精密加工、先進(jìn)激光制造等。

我們的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)可以為國(guó)內(nèi)前沿科研與工業(yè)領(lǐng)域提供完整的設(shè)備安裝，培訓(xùn)，硬件開(kāi)發(fā)，軟件開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)集成等優(yōu)質(zhì)服務(wù)，助力中國(guó)智造與中國(guó)創(chuàng)造! 為客戶(hù)提供適合的產(chǎn)品和提供完善的服務(wù)是我們始終秉承的理念！

審核編輯 黃昊宇