临高县光谱共焦传感器

        混色光是由众多不同波长光线组成的，我们称之为光谱。所有不同波长的可见光重叠在一起，形成白光。人类肉眼可见光的波长范围从400nm (蓝光)到700nm (红光)。通过透镜，不同颜色的光不会聚焦到同一个点上。这种现象称为色差透镜错误或者叫色差透镜偏差。

       众所周知，自然界的日光属白光一种，白光不是较纯洁的光，而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生，而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料（透镜）对于不同单色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小（这也是不同望远镜所谓的色差不同的原因），同一薄透镜对不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上（不同的单色光的波长是不同的）这样成像就产生了所谓色差透镜错误。色差透镜错误使成像产生色斑或晕环。在摄影器材中，应通过特殊处理，尽量消减色差透镜错误导致的成像问题。常用的消除方法有双胶合系统与双分离系统。

       而光谱共焦测量方法恰恰利用这种物理现象的特点。通过使用特殊透镜，延长不同颜色光的焦点光晕范围，形成特殊放大色差，使其根据不同的被测物体到透镜的距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射光的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。这一过程与摄影器材通过各种方法消减色差的过程正好相反。

为了得到上述特殊的色差，需要在传感器探头内使用若干特殊透镜，用来根据所需量程将光线分解。较后使用一个凸透镜，将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上，形成所谓的焦点轴线。如果不使用凸透镜，传感器探头射出的光将分散开来，测量也就无法进行了。

       白色光通过一个半透镜面到达凸透镜。上述特殊色差就在这里产生。光线照射到被测物体后发生反射,透过凸透镜，返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上，小孔只允许聚焦较好的反射光通过。透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱，也就是说若干不同波长的光都有可能穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。但是只有在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强，在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。在穿孔盖板后面，需要一个分光器测量反射光的颜色信息。分光器类似一个特制光栅，可以根据反射光的波长，增强或减弱折射率。因此，CCD矩阵上的每一个位置，对应一个测量物体到探头的距离。

       在整个量程上，共可以得到**过30,000个测量点。这里只计算光线波长，用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量结果。 这意味着，无论有多少反射光从被测物体反射回来，测量的距离结果可能是不变的。因为反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。因此，采用德国米铱公司的光谱共焦传感器，即使被测物体是强吸光材料，如黑色橡胶；或者是透明材料，如玻璃或者液体，都可以进行正常可靠的测量。

        随着国内经济的发展及国外市场的广泛需求，玻璃器皿玻璃杯、玻璃花瓶等器皿类产品市场发展面临巨大机遇和挑战。明料类产品辅以各种装饰，造型变化多，色彩及款式丰富，产品较轻盈，产品流线性好，明显流露出美感，产品自身设计能够紧跟市场消费的时尚潮流，能够给消费者较多的选择，能够较大限度满足个性化消费主张。同时对玻璃器皿产品品质也有了较高的要求，如产品厚度、椭圆度、垂直度、外形尺寸、重量等。

较以往的品质检测方式，诸多生产商采用人工视角观察检验，厚度则采用机械式卡规测厚，

       卡规式测量的优点是便于测量，人工观察直观。其缺点是造型较复杂的玻璃器皿卡规无法塞入测量；其检测速度慢，检测结果单一。尽而大华玻璃实业有限公司引入超声波检测方法。超声波检测需要耦合剂来测量，其潜在的问题是增加耗材，会污染玻璃器皿表面。在玻璃器皿检测完成后需要增加清洗工序，大批量生产检测速度慢等缺点。

      随着公司的发展需要和产品数量的大幅度增加，大华玻璃器皿旗下的格拉斯自动化设备有限公司自行研制了全自动光谱共焦测厚仪。如右图所示。

      该设备采用光谱共焦的原理，对玻璃器皿厚度进行检测，检测精度高达0.01mm。采用伺服驱动电机控制的动作的，来检测玻璃器皿的被测量点，*360度准确的检测出玻璃器皿的厚度、椭圆度、垂直度偏差。采用称重传感器，对被测件进行称重检验。较后通过数量通信，准确的显示到屏幕上，并与设定的允许偏差范围进行比对，给出合格与否的判断。

在未来社会持续不断发展的情况下，自动化设备将是未来玻璃器皿生产先进工业体系发展中所存在的核心，而随着大量自动化技术的应用，更多自动化的生产设备、检测设备、包装设备必将助力大华玻璃实业必然会朝着更高效、更节能、更环保、更先进、低成本、高品质的方向发展，这对于维持企业效益，占有市场地位来说，都将起到至关重要的作用。