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激光三角传感器 - 红色还是蓝色？

2016年12月19日

红色激光三角剖分位移传感器已经存在一段时间了，而蓝色激光版本是一种新的添加。在选择要使用哪种之前，重要的是要了解哪种类型在哪种目标材料上表现最好。克里斯·琼斯。

激光三角剖分是最广为人知的工业位移测量方法之一。传统上，该传感器技术使用红色激光源。红色激光传感器已经使用了20多年，因此经过良好的经验，可以在各种动态变化的表面（包括低反射率和哑光表面以及快速移动的物体）上提供良好的测量稳定性。但是，在某些材料上，红色激光传感器的性能不佳。在确定是否最好在红色上使用蓝色激光三角传感器，应首先考虑许多因素。

激光三角剖分
在激光三角剖分原理中，激光二极管将光的光点投射到正在测量的物体表面上。然后通过高质量的光学镜头系统将反射的后散射光投射到CCD或CMOS阵列上。如果目标相对于传感器的位置发生变化，则反射光的运动将投影到CCD阵列的不同部分，并进行分析以输出目标的精确位置。测量值在积分控制器中以数字方式处理，然后通过模拟（I/U）和数字接口RS422，以太网或醚猫转换为缩放输出。

测量对象或目标材料本身对于确定是否可以实现稳定的测量至关重要。某些物体或材料（例如红色发光的金属）在红色激光器运行的波长处发射高比例的光。这淹没了CCD/CMOS检测器，因此无法实现稳定的测量。随着目标变得更热，因此发出更高的强度光，激光测量将完全失败。

然而，蓝色激光器在较短的405nm波长中起作用，该波长远离可见光光谱的红色部分。这意味着它不受发射光的影响，它通过使用简单的光学滤波器阻止进入检测器，从而确保非常稳定的信号。虽然最初是为钢加工行业开发的，用于用于红色炽热金属以及汽车制动盘变形测试和测量排气歧管上的振动，但此后还发现了其他应用于蓝色激光传感器的振动。

当测量有机材料，食品，透明或半透明材料，由于其较短的波长，蓝色激光的强度较低，因此与红色激光器相比，穿透力较小。常规的红色激光光渗透到目标材料中，并在那里扩散，从而在目标表面脱位。这会导致一个模糊的斑点反射回检测器，这意味着传感器无法定义精确的距离。相比之下，蓝色激光光由于波长降低和强度而不会渗透到目标对象中。蓝色激光在表面上产生非常小的聚焦激光点，从而提供稳定而精确的测量结果。

抛光表面
此外，由于其较短的波长，蓝色激光传感器在高度抛光或光泽的表面上的性能也更好。红色激光光被闪亮的表面扭曲，从而产生“斑点”效果。这会在检测器上产生增加的信号噪声，从而导致测量精度的丧失。相比之下，蓝色激光传感器的短波长在斑点较少的情况下表现良好，与红色激光传感器相比，噪声水平较低，通常为两到三倍。

使用蓝色激光的三角剖分的优点不仅适用于一维测量值 - 距离，位移，厚度和振动 - 还适用于多维2D和3D检查，例如轮廓或轮廓测量。在这里，使用蓝色激光传感器而不是红色已经打开了以前无法的新测量应用程序。最好使用蓝色激光轮廓传感器对红色炽热金属，有机材料，食品，透明和高度抛光的表面进行曲线测量。

重要的是要强调，在高度的测量应用中，红色激光传感器将比蓝色激光传感器更合适。具有较高的强度，红色激光传感器在较低的反射率或哑光表面上的性能更好，尤其是在快速移动目标上。此外，在传感器性能，测量范围和更具成本效益的解决方案方面，供应商通常为红色激光传感器提供更多的变体和选项。

When selecting a laser triangulation sensor for a displacement, distance or profile measurement application, it is important to consider the temperature and surface characteristics of the target object.要问的问题包括在进行测量时材料或表面是否会动态变化？目标外观会从黑暗变为白色吗？目标对象的移动速度多快，测量需要多么准确？这将决定蓝色或红色激光器是否更适合应用。
克里斯·琼斯（Chris Jones）是Micro-Epsilon UK的董事总经理。


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