光學(xué)檢測(cè)的綜述

1、光學(xué)檢測(cè)的綜述光學(xué)檢測(cè)的綜述摘要隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，測(cè)量檢測(cè)技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)、質(zhì)量控制、 機(jī)器人視覺(jué)、反求工程、 CAD/CAM 以及生物醫(yī)學(xué)工程等方面的應(yīng)用日益重要。 傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量技術(shù)存在測(cè)量力、測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)、需進(jìn)行測(cè)頭半徑的補(bǔ)償、不能測(cè)量彈性或脆性材料等局限性，因而不能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。近年來(lái)由于光學(xué)非接觸式測(cè)量技術(shù)克服了上述缺陷， 其非接觸、 高效率、 高準(zhǔn)確度和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)， 成為近年來(lái)測(cè)量技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

2、 本文介紹了多種基于各種測(cè)量原理的光學(xué)檢測(cè)方法。關(guān)鍵詞 :光學(xué)檢測(cè)；三維測(cè)量 ; 數(shù)字相移 ; 1. 光電檢測(cè)技術(shù)光電檢測(cè)技術(shù)以激光、 紅外、 光纖等現(xiàn)代光電器件為基礎(chǔ)， 通過(guò)對(duì)載有被檢測(cè)物體信號(hào)的光輻射（發(fā)射、反射、衍射、折射、透射等）進(jìn)行檢測(cè)，即通過(guò)光電檢測(cè)器件接收光輻射并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。由輸入電路、放大濾波等檢測(cè)電路提取有用的信息，再經(jīng)過(guò) A/D 變換接口輸入微型計(jì)算機(jī)運(yùn)算、處理，最后顯示或打印輸出所需檢測(cè)物體的幾何量或物理量 [1

3、]。如圖 1 所示光電檢測(cè)系統(tǒng)的組成。圖 1 光電檢測(cè)系統(tǒng)光電檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)：– 高精度：從地球到月球激光測(cè)距的精度達(dá)到 1 米。– 高速度：光速是最快的。– 遠(yuǎn)距離、大量程：遙控、遙測(cè)和遙感。– 非接觸式檢測(cè)：不改變被測(cè)物體性質(zhì)的條件下進(jìn)行測(cè)量。– 壽命長(zhǎng)：光電檢測(cè)中通常無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分，故測(cè)量裝置壽命長(zhǎng)。– 數(shù)字化和智能化：強(qiáng)的信息處理、運(yùn)算和控制能力。光學(xué)檢測(cè)的綜述– 紅外系統(tǒng)多用于軍事 ,有大氣窗口 ,需要特種探測(cè)器。– 可見(jiàn)光

4、系統(tǒng)多用于民用點(diǎn)探測(cè) /面探測(cè)系統(tǒng) (按接受系統(tǒng)分 ) – 用單元探測(cè)器接受目標(biāo)的總輻射功率。– 用面接受元件測(cè)量目標(biāo)的光強(qiáng)分布。模擬系統(tǒng) /數(shù)字系統(tǒng) (按調(diào)制和信號(hào)處理方式分 ) 直接檢測(cè) /相干檢測(cè)系統(tǒng) (按光波對(duì)信號(hào)的攜帶方式分 ) – 直接檢測(cè) : 無(wú)論是相干或非相干光源， 都是利用光源發(fā)射的光強(qiáng)攜帶信息。 光電探測(cè)器直接把接受到的光強(qiáng)的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的變化， 然后， 用解調(diào)電路檢出所攜帶的信息。– 相干檢測(cè) : 利用光波的振

5、幅、頻率、相位攜帶信息，而不是光強(qiáng)。因?yàn)橛霉獠ǖ南喔稍?，只能用相干光。?lèi)似于無(wú)線(xiàn)電外茶檢測(cè)，故又稱(chēng)光外差檢測(cè)。2. 光學(xué)掃描檢測(cè)技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)的光束傳播方向隨時(shí)間變化而變化， 這種光學(xué)系統(tǒng)稱(chēng)為光學(xué)掃描系統(tǒng)。 掃描技術(shù)是 70 年代中期以后出現(xiàn)的一種新的動(dòng)態(tài)檢測(cè)測(cè)試技術(shù)。它主要利用白光或激光形成對(duì)被測(cè)對(duì)象的掃描運(yùn)動(dòng)， 配合光電器件， 電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)， 構(gòu)成各種精密測(cè)試方法。 這種技術(shù)適合于作精密自動(dòng)檢測(cè)與遠(yuǎn)距離檢測(cè)， 特別適宜于對(duì)彈性體

6、、 柔性體、高溫物體作精密測(cè)量。近年來(lái)這種光掃描技術(shù)發(fā)展很快，其主要原因是：（1）激光器的商品化，即價(jià)格大幅度降低，壽命增加，在產(chǎn)品上完全可能應(yīng)用。（2）光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展。數(shù)字顯示，微計(jì)算機(jī)的大批量生產(chǎn)與應(yīng)用。（3）體積小，作業(yè)效率高。光學(xué)掃描技術(shù)包括：1）激光掃描技術(shù)2）相位調(diào)制掃描技術(shù)3）光掃描定位技術(shù)4）表面特征檢測(cè)掃描技術(shù)。激光掃描技術(shù)激光掃描檢測(cè)的原理主要是利用激光束的掃描運(yùn)動(dòng)來(lái)檢測(cè)物體的幾何尺寸， 具體來(lái)說(shuō)就是利用激光束