應(yīng)用案例｜點(diǎn)光譜共焦位移傳感器用于金屬散熱片的高精度測(cè)厚

▎世界杯賽場(chǎng)上，運(yùn)動(dòng)員們揮汗如雨，散發(fā)無(wú)窮的熱量；無(wú)法親臨的我們，通過(guò)在線觀看的形式宣泄心中的熱情；而作為網(wǎng)絡(luò)媒體傳播的載體工具，也就是各種電器設(shè)備，它們也有散發(fā)“熱度”的利器——散熱片。

早之前“挖礦”盛行，就有無(wú)數(shù)電腦因高溫而被燒毀，同時(shí)也造成CPU、顯卡和存儲(chǔ)的市場(chǎng)價(jià)格暴漲。

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)。

圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)

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：

● 選型傳感頭HPS-CFL030 + 控制器HPS-CF2000 組合

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)

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。

隨著信息技術(shù)的不斷升級(jí)，工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮推動(dòng)了智能制造的發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品被越來(lái)越多的應(yīng)用在工業(yè)、消費(fèi)、軍工、航天等各大領(lǐng)域。

機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的產(chǎn)品多樣，而光譜共焦傳感器作為“新技術(shù)產(chǎn)品”具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，檢測(cè)不受限于材質(zhì)種類，精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)且檢測(cè)頻率快，非常適合于各類高反光、強(qiáng)吸光及透明物體的檢測(cè)，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。

作為國(guó)產(chǎn)一線高端智能傳感器制造企業(yè)，海伯森深耕技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，在光譜共焦領(lǐng)域已掌握多項(xiàng)自主核心技術(shù)，并先后推出多款先端2D/3D檢測(cè)傳感器，填補(bǔ)國(guó)產(chǎn)技術(shù)市場(chǎng)空白，為工業(yè)智造賦能！