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应用案例｜点光谱共焦位移传感器用于金属散热片的高精度测厚

2022-11-25

▎世界杯赛场上，运动员们挥汗如雨，散发无穷的热量；无法亲临的我们，通过在线观看的形式宣泄心中的热情；而作为网络媒体传播的载体工具，也就是各种电器设备，它们也有散发“热度”的利器——散热片。
早之前“挖矿”盛行，就有无数电脑因高温而被烧毁，同时也造成CPU、显卡和存储的市场价格暴涨。
一般电气设备都需要散热，因为机器运转过程中，相当一部分电能会转化为热量，而且功率越大，机器越容易发烫。散热片是散热器的关键组成部分，其材质多为铝合金，黄铜或青铜，因其具备优异的散热性能，通常被用于对易发热电子元件的散热保护。
为了达到理想的散热效果，在设计一些功率电路时往往需要考虑散热片的尺寸大小，靠“经验”判断无法保证准确度，太大增加成本，过小了改版麻烦， 同时还要考虑到装配位置的问题，因此有必要对散热片做各种检测。
图片来源于网络
散热片外观检测传统方式是采用人工目检并借助游标卡尺或其他产线量测治具来完成，效率低且难以保持一致性，尤其当下人工成本攀升，机器视觉由于具有检测速度快、精度高、稳定性好和安全可靠等优势，成为企业产线升级实现降本增效的不二之选。
◆ 下面我们来赏析一份采用点光谱共焦位移传感器对散热片进行双头测厚的应用案例。
1. 项目需求
测量散热片厚度
2. 检测方案
● 由于银、铝、铜等材质光的反射率非常高，可采用光谱共焦色散法检测样品；可以通过测量两面的标记点获取厚度值。
● 在样品表面选取边缘18 个采样点，利用特殊支架以双头测厚方式同时扫描两面的标记点位置，通过标定算法计算差值获取样品厚度值，并通过多次数据采集验证数据的重复性，示意图如下：
● 选型传感头HPS-CFL030 + 控制器HPS-CF2000 组合
3. 测试部署
i.在室内进行测试，确保室温正常；
ii搭建好测试平台，保证测试设备的正常运行；
iii. 调节传感头与被测物体之间的大概距离，利用客户端双头测厚校正的步骤，使两个光轴同轴；
iv. 对系统参数进行设置，自动调光，预设积分时间：400us，中值滤波和滑动平均滤波都是：128，触发模式：Timing trigger。
v.移动到样品上有标记的 18 个点位进行双头测厚，记录其厚度数据，重复测量 10次；
vi. 整理每个点的数据，汇总分析。
4. 测量现场
5. 检测数据
6. 结论
由所有测量数据分析可知，海伯森点光谱共焦位移传感器测量金属散热片所有 18 个点位的数据的重复精度能够达到 0.7um 以下。
不同点位的数据差异的原因是标记点位上有水笔的油墨，会造成一定的测量误差，但是配合机台的误差在内，重复精度还是比较好的，具体效果可能还是要看实际的测量环境。
随着信息技术的不断升级，工业数字化转型的浪潮推动了智能制造的发展，机器视觉产品被越来越多的应用在工业、消费、军工、航天等各大领域。
机器视觉检测技术的产品多样，而光谱共焦传感器作为“新技术产品”具备独特的优势，检测不受限于材质种类，精度高、稳定性强且检测频率快，非常适合于各类高反光、强吸光及透明物体的检测，未来市场前景广阔。
作为国产一线高端智能传感器制造企业，海伯森深耕技术研发与创新，在光谱共焦领域已掌握多项自主核心技术，并先后推出多款先端2D/3D检测传感器，填补国产技术市场空白，为工业智造赋能！

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