光學測量設備
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
光學測量設備的視頻教程
ANSYS SPEOS在汽車尾燈方面的模擬與分析
介紹ANSYS SPEOS軟件下的光學材質(zhì)屬性的定義，以及ANSYS公司的光學測量設備 4. 案例演示
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光學測量設備的實例教程
通過使用GOM的光學三維測量系統(tǒng)，其注塑模具的生產(chǎn)大大加快。
光學三維測量系統(tǒng)在基準測試在脫穎而出
每年，Oechsler的總部Ansbach都要加工400多種不同材料的塑料制品，其中幾乎80%是纖維增強材料。
“這種材料有一種天然的曲翹傾向，尤其是在壁厚比較薄的外殼部分。
” Marco Wacker, 工程博士，Oechsler技術和創(chuàng)新主管以及管理委員會成員說道。
精確是該公司成立以來的核心競爭力。
Oechsler曾經(jīng)采用接觸式坐標系統(tǒng)測量外殼，但是出現(xiàn)了很多問題。
對模具優(yōu)化的結果并不能完全反映在測量數(shù)據(jù)中。
“當我們仔細觀察這個問題時，我們發(fā)現(xiàn)接觸式測量耗時太久，而且只能滿足我們的部分檢測需求。
”除此之外，接觸式測量系統(tǒng)將三維的測量結果以抽象的2D或3D數(shù)值顯示在表格中。
之后，設計師必須再將結果轉(zhuǎn)化到三維系統(tǒng)中。
” Wacker解釋道，“這在數(shù)字時代不再有意義。
”
自2012年，該公司開始尋找更優(yōu)的測量方法。
在對接觸式測量系統(tǒng)、CT掃描設備以及光學測量設備的對比之后，GOM的藍光光柵測量設備以其高速、高精度以及對混合材料部件的檢測能力獲得Oechsler的青睞。
全域測量 – 耗時更少，迭代更少
光學三維掃描儀不是捕捉單個點，而是對整個零件的幾何形狀進行全場掃描，生成高分辨率的點云。
投射的光柵條紋圖案由左右兩個相機記錄。
只需要幾秒鐘的時間，該非接觸式測量系統(tǒng)可以捕捉到包含數(shù)百萬個測量點的高清圖像。
GOM軟件為每個相機像素計算三維物體坐標。
計算出來的多邊形網(wǎng)格代表被測物自由形狀的表面以及規(guī)則的幾何形狀。
經(jīng)過與圖紙或者CAD數(shù)據(jù)的對比，可以直接進行形狀和尺寸的分析。
展開 對此，SPEOS的解決方案是，虛擬與現(xiàn)實結合，我們在軟件中建立虛擬模型，而模型的數(shù)據(jù)則通過現(xiàn)實中的設備進行測量得到，以得到真實的仿真結果。
SPEOS仿真方案
為了獲得光學屬性信息，SPEOS可以與專業(yè)的光學測量設備搭配，比如OMS2便攜式光學測量設備，這是以OMS2測量數(shù)據(jù)來進行仿真的結果與真實亮度照相機的對比效果，可以看到我們的仿真結果與真實情況基本上是一致的。除了OMS2，我們還有OMS4高精度多用途光學屬性測量儀，除了可以測量材料的面屬性，還可以測量體屬性，也就是材料對于各個波長，各個方向的透射系數(shù)，反射系數(shù)以及吸收系數(shù)。
OMS光學屬性測量設備測量效果
接下來我們來看看SPEOS在整車人機工效上的應用案例，這里有3個經(jīng)典案例，分別是前擋風玻璃的眩光干擾分析，顯示屏內(nèi)容的可讀可視性分析，以及車輛內(nèi)部照明的早期可視化。
基于SPEOS，我們可以對前擋風玻璃的眩光效果進行可視化分析，并通過量化擋風玻璃上的眩光值來驗證其是否符合要求；對于顯示屏，SPEOS可以測量顯示屏內(nèi)容的亮度與周圍環(huán)境的亮度，并通過法令法規(guī)的標準來驗證其是否滿足人眼可讀可視性要求；對于氛圍燈的設計，SPEOS可以還原出各個視角、各個燈光條件下的人眼觀察情況，在早期階段即可驗證氛圍燈的點亮效果。
SPEOS整車人機工效經(jīng)典案例
而在外部燈具設計時，我們主要關注的是頭燈的點亮效果以及點亮時的能量分布。SPEOS可以通過強度探測器獲得頭燈點亮時的能量分布，并導入法令法規(guī)標準對其進行驗證，除了強度分布外，還可以加入路面的模型，來獲得一個更加真實的路面能量模擬情況和夜晚的人眼視覺情況。
展開 引言
在高速列車、航空航天、船舶制造等高端裝備領域，大型階梯軸作為核心傳動部件，其直徑測量精度直接決定了裝備的裝配精度與運行可靠性。傳統(tǒng)測量方法受限于接觸式干擾、環(huán)境敏感性等問題，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)對高精度、高效率測量的需求。光學成像測量法憑借非接觸、抗干擾強等優(yōu)勢成為主流選擇，但透鏡裝配偏心導致的光軸不重合、測量誤差大等技術瓶頸，長期制約著測量精度的提升。長春理工大學段潔副教授團隊基于Zemax光學設計軟件成功研發(fā)出對稱式雙遠心光路-雙CCD光學成像系統(tǒng)[1]，有效解決了大型階梯軸直徑測量的精度難題。本文將深度解析該系統(tǒng)的設計邏輯、Zemax仿真優(yōu)化過程及工程應用價值，展現(xiàn)光學設計軟件在高端制造領域的核心賦能作用。
大型階梯軸測量的技術瓶頸
大型階梯軸的直徑通常在600mm-800mm之間，其尺寸精度直接影響裝備的傳動效率和運行穩(wěn)定性。在實際生產(chǎn)中，測量設備面臨多重技術挑戰(zhàn)：
傳統(tǒng)接觸式測量易造成工件表面損傷，且測量誤差受壓力、溫度等環(huán)境因素影響顯著；超聲波測量、偏振成像測量等非接觸方法存在抗干擾能力弱、精度不足等問題；光學成像系統(tǒng)因透鏡裝配偏心、光軸不重合，導致準直性下降，測量誤差難以控制；現(xiàn)有光學系統(tǒng)或結構復雜、或視場過小（如部分系統(tǒng)物方線視場僅60mm），無法適配大型階梯軸測量需求。
隨著高端裝備制造對精度要求的不斷提升，行業(yè)迫切需要一款兼具大視場、高精度、高穩(wěn)定性的光學成像測量系統(tǒng)。
基于Zemax的對稱式雙遠心光路設計
團隊提出的對稱式雙遠心光路-雙CCD測量方法，以平面反射鏡誤差補償為核心創(chuàng)新點，通過Zemax軟件完成光路設計、參數(shù)優(yōu)化與性能仿真，構建了滿足大型階梯軸測量需求的光學系統(tǒng)。
展開 1.降低總體擁有成本
基于FBG技術的光學傳感器可以通過同一根光纖串聯(lián)起來，利用不同波長傳感器的復用能力。此外，如果測量原理相同，還可以連接測量不同參數(shù)的傳感器。這樣，一臺光學解調(diào)儀就可以同時采集數(shù)百個傳感器，從而大大降低了每個測量點的成本。工廠預裝的系列傳感器不僅減少了所需的布線量，還大大減少了安裝時間和現(xiàn)場連接的需要。FBG傳感器可提供長時間的精確和絕對測量。與其他一些傳感器不同的是，它們無需重新校準，隨時間的推移也不會出現(xiàn)零漂移。
2.匹配新材料
新材料越來越強，結構越來越輕。串聯(lián)式傳感器連接最大程度地降低了布線的復雜性，從而減輕了重量，簡化了傳感網(wǎng)絡，即使傳感器數(shù)量較多也不例外。由于 FBG 傳感器體積小、重量輕，因此可以嵌入創(chuàng)新結構使用的復合材料中。它們可以承受高應變，具有極高的疲勞極限，因此適合用于航空、航天和其他行業(yè)的新材料。
3.訪問遠程地點
利用光學傳感器技術，距離和線纜長度不會影響測試結果。即使您的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于距離測量點數(shù)公里之外的地方，您仍然可以依靠高質(zhì)量的測量結果。
4.在危險區(qū)域運行
由于該技術完全是被動式的，傳感器無需主動供電，這意味著它們可以在爆炸區(qū)域使用，而不會有任何風險。它們還非常適合高壓環(huán)境，因為信號不會受到電磁干擾，而且傳感器可以是非導電的。它們的穩(wěn)健性超出了安全方面的考慮。在近海結構、液壓管線或船體等潮濕、鹽分和高壓交織的惡劣環(huán)境中，基于 FBG 的測量仍能保持穩(wěn)定可靠，是潮濕和海洋應用的理想之選。
展開 研討會時間
2022/3/23 ( 周三 ) 13:30 ~15:00
研討會課程大綱
數(shù)字孿生技術介紹；
DIC技術的歷史與未來；
lEIKOSIM光學全場測量方案：
* 基于有限元網(wǎng)格的圖像處理
* 網(wǎng)格周圍的自動校準
* 多視圖（對攝像機數(shù)量沒有技術限制）
數(shù)字孿生DIC測量技術應用案例分享
研討會適合參加對象
1. 需要自主開發(fā)、確保產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的企業(yè)負責人員。
2. 需要加快產(chǎn)品開發(fā)設計周期使其盡早進入市場競爭的企業(yè)負責人員。
3. 目前使用傳統(tǒng)DIC設備，但是有做仿真模型驗證與對比需求的用戶。
4. 航空航天、 汽車行業(yè)、機械制造行業(yè)之研發(fā)、設計及測試工程人員及主管。
如果您對研討會相關詳情還有疑問，敬請聯(lián)系：
010-65610249
發(fā)布于 2022-03-01 14:21
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光學測量設備的最新內(nèi)容
基于橢圓偏振法的光學薄膜測量1個月前
橢圓偏振分析器
在最新發(fā)布的快速物理光學軟件VirtualLab Fusion 2023.1中，橢圓偏振分析器已被添加到該軟件不斷增加的功能陣列中。它提供了一個簡單明了的方法，通過在模擬產(chǎn)生的電磁場結果上應用橢圓偏振的概念來研究涂層、多層結構和光柵的特性。此外，它還提供了在分析儀內(nèi)自動掃描波長和入射角的可能性，從而方便地生成典型的橢圓偏振曲線
橢圓偏振法是一種光學測量方法，它利用了光在被表面反射（或透過）時發(fā)生的偏振變化，例如塊狀材料或薄膜。隨著時間的推移，它在半導體和光學涂層應用中得到了普及，因為與傳統(tǒng)的反射測量相比，它的靈敏度更高。 因此，橢圓偏振法現(xiàn)在被用來準確地表征不同樣品的成分、粗糙度、厚度、結晶特性、導電性和其他材料特性。
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新能源汽車試驗T型槽平臺：電池包碰撞與電機耐久測試專用方案
在新能源汽車研發(fā)與質(zhì)檢領域，電池包碰撞測試與電機耐久測試是評估核心部件安全性與可靠性的關鍵環(huán)節(jié)。新能源汽車試驗T型槽平臺作為測試的核心基準載體，其結構設計與性能參數(shù)直接決定測試數(shù)據(jù)的性與測試過程的安全性。本文結合新能源汽車試驗平臺、電池包測試專用T型槽、電機耐久試驗基準臺等高頻關鍵詞，針對性解析適配電池包碰撞與電機耐久測試的專用方案
將優(yōu)化后的光學系統(tǒng)裝配到測量設備中，對600mm、650mm、700mm、750mm、800mm標準件進行測試：
改進前系統(tǒng)測量誤差≤0.07mm；改進后系統(tǒng)測量誤差≤0.04mm，滿足工業(yè)測量精度≤0.05mm的要求；測量精度較原有設備提升約1倍，充分印證了Zemax仿真優(yōu)化的實際效果。
用于光學測量的菲索干涉儀6個月前
斐索干涉儀是工業(yè)中常見的光學計量設備，它們通常用于光學表面質(zhì)量的高精度測試。 借助VirtualLab Fusion中的非順序追跡，我們構建了一個菲索干涉儀，并利用它測試了不同的光學表面，例如圓柱形和球形。 可以看出，產(chǎn)生的干涉條紋對表面輪廓具有敏感性。
摘要
本文原刊登于Ansys.com：《Revolutionizing Wearable Health Monitors With Ansys Optics in AR/VR and Consumer Electronics》
作者：Kerry Herbert | Ansys高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理
編輯整理：谷晨風 | Ansys高級應用工程師
光學產(chǎn)品、可穿戴健康監(jiān)測設備與沉浸式技術
光學計量學是精確測量的重要技術。例如，它經(jīng)常被用于表面測試，因此在質(zhì)量控制中發(fā)揮著重要作用。VirtualLab Fusion可以幫助您對各種類型干涉儀進行建模，并將不同的光學表面和系統(tǒng)部件、甚至是傾斜和位移等對準錯誤都包含在模擬中。我們以兩個廣泛使用的干涉儀--Mach-Zehnder型和Fizeau型為例進行演示。
Mach-Zehnder干涉儀
人們一直在追求用于使光通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘吭絹碓酱蟮哪芰ΑＲ环N方法是使用具有軌道角動量(OAM)的光束，例如，可以用螺旋相位板產(chǎn)生這種光束。與其產(chǎn)生相對應的是，OAM的測量，即信息的解碼，同樣重要。遵循M.P.J.Lavery等人的概念，我們演示了如何在VirtualLab Fusion中使用兩個自定義的自由曲面光學元件來測量OAM。
用自由曲面光學元件測量軌道角動量
把光應用到測量領域
HBK的光纖技術解決方案以HBK FiberSensing為核心。專業(yè)團隊位于葡萄牙波爾圖，專門從事基于光纖布拉格光柵 (FBG) 的傳感器和系統(tǒng)的開發(fā)、設計和制造。我們的FBG標準產(chǎn)品種類繁多，包括傳感器、解調(diào)儀和配件，并能為各種應用提供量身定制的解決方案，滿足原始設備制造商 (OEM) 及其他客戶的需求。
光學產(chǎn)品與HBK的全線產(chǎn)品組合無縫集成，確保了硬件系列
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建模任務
傾斜平面下的觀測條紋
圓柱面下的觀測條紋
