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)測量成為可能！

激光位移傳感器常用于長(cháng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監測等。通過(guò)激光位移傳感器測量金屬薄片（薄板）的厚度變化，可以幫助發(fā)現皺紋、小洞或者重疊，避免機器發(fā)生故障；而在微小零件的位置識別、傳送帶上有無(wú)零件的監測、機械手位置（工具中心位置）的控制等方面的應用，則可以確保設備、產(chǎn)線(xiàn)的高效運轉；在灌裝產(chǎn)品線(xiàn)上，可利用激光束反射表面的擴展程序來(lái)精確的識別灌裝產(chǎn)品填充是否合格，在監測數量的同時(shí)也能保證灌裝質(zhì)量。此外，在絕對距離測量、相對位移測量、遠程振動(dòng)測量或振動(dòng)頻譜測量、輪廓檢測、厚度測量、曲率測量、透明物體的厚度測量等方面，激光位移傳感器都有著(zhù)無(wú)ke比ni的優(yōu)勢。

一．激光位移傳感器介紹

目前已有很多技術(shù)能實(shí)現精確的光學(xué)位移測量，而工業(yè)化的激光位移傳感器一般采用激光三角測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量原理進(jìn)行精確的位移測量。此外，激光位移傳感器也被用來(lái)進(jìn)行非接觸振動(dòng)測量。但對于特定的測量條件和測量要求，以上方法都各有缺陷。

對激光位移傳感器而言，激光三角測量法適用于高精度、短距離的測量，激光回波分析法則用于遠距離測量。在當前的工業(yè)機器人應用中，通常采用三角測量法，這種方法最高線(xiàn)性度可達1um，分辨率可達到0.1um的水平。

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

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)激光脈沖到檢測物并返回至接收器，處理器計算激光脈沖遇到檢測物并返回至接收器所需的時(shí)間，以此計算出距離值，該輸出值是將上千次的測量結果進(jìn)行的平均輸出，即所謂的脈沖時(shí)間法測量的，最遠檢測距離可達250m。

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

盡管激光三角法測量位移相對簡(jiǎn)單可靠，但其缺點(diǎn)是測量精度隨著(zhù)測量距離和范圍的增大而降低，因此測量范圍受到限制。此外，還需要一定的開(kāi)放空間來(lái)滿(mǎn)足三角法的測量需求，故無(wú)法實(shí)現在深溝或深孔中的應用。而激光回波分析法則適合于長(cháng)距離檢測，但測量精度相對于激光三角測量法要低。在振動(dòng)測量應用方面，前面這兩種位移／距離測量技術(shù)的檢測能力（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)測量及瞬時(shí)位移測量，但是欠缺測量絕對位移或距離的能力，且成本也相當高。

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，將這兩種主流的傳感功能結合在一個(gè)光學(xué)平臺上，可實(shí)現位移測量和振動(dòng)測量等多種功能，在保持高精度測量的同時(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上，實(shí)現更復雜的設計和更多的功能。集成光學(xué)芯片可以在一個(gè)單一的光學(xué)基底上包含數十到數百個(gè)光學(xué)元件，包括激光器、調制器、光電探測器和濾波器，現已成為一種有效的解決方案，為現有和新興市場(chǎng)提供創(chuàng )新的光學(xué)模組。隨著(zhù)現代制造對光學(xué)傳感器技術(shù)需求的不斷增長(cháng)，集成光學(xué)芯片可以簡(jiǎn)化系統設計，使得傳感器可以進(jìn)行更快速、更準確的測量，而且成本更低。

微型激光傳感平臺原理圖

如傳感器平臺的原理圖所示，具有不同延遲線(xiàn)的光學(xué)干涉儀最先在集成光學(xué)芯片上實(shí)現，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)的激光傳感平臺通過(guò)專(zhuān)有的數字信號處理（DSP）算法，可提供LDV技術(shù)中的瞬時(shí)位移、振動(dòng)和光學(xué)相位測量等多種功能，此外還可以實(shí)現與常規三角法激光位移傳感器一樣的絕對位移／距離的測量， 并具有同等甚至更優(yōu)的測量精度。

激光同軸位移傳感器（左）與傳統的三角法激光位移傳感器（右）對比

三．技術(shù)參數介紹

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)現更加復雜的設計和更多的功能。集成光學(xué)芯片可以在一個(gè)單一的光學(xué)基底上包含數十到數百個(gè)光學(xué)元件，包括激光器、調制器、光電探測器和濾波器等。

相對于傳統基于分立器件的多普勒測振儀，MV-H以其低功耗、高性能、小型化的優(yōu)勢，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)傳感器的廣泛應用奠定了基礎。

1.產(chǎn)品參數指標

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)傳感器在中國大陸地區大的代理商，為您提供專(zhuān)業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)。

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上海昊量光電設備有限公司是光電產(chǎn)品專(zhuān) 業(yè)代理商，產(chǎn)品包括各類(lèi)激光器、光電調制器、光學(xué)測量設備、光學(xué)元件等，涉及應用涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫療、科學(xué)研究、國 防、量 子光學(xué)、生物顯微、物聯(lián)傳感、激光制造等；可為客戶(hù)提 供完 整的設備安裝，培訓，硬件開(kāi)發(fā)，軟件開(kāi)發(fā)，系統集成等服務(wù)。