Profilométer - Profilometer
A profilométeres egy mérőműszer mérésére használt felület profiljának , annak érdekében, hogy számszerűsíteni a érdesség . A kritikus méreteket, mint a lépést, a görbületet és a síkosságot, a felületi domborzat alapján számoljuk ki.
Míg a történeti fogalmát profilométerrel volt hasonló eszköz egy fonográf , hogy az intézkedések a felszín, mint a felszíni viszonyítva mozgatjuk a kontakt profilométerre a ceruza , ez a fogalom változik a megjelenése számos érintésmentes profilometria technikákat.
A nem szkennelési technológiák képesek a felületi domborzatot egyetlen kamera megszerzésével mérni, az XYZ szkennelésre már nincs szükség. Ennek eredményeként a topográfia dinamikus változásait valós időben mérjük. A kortárs profilmérők nemcsak a statikus topográfiát mérik, hanem most a dinamikus topográfiát is - az ilyen rendszereket idő felbontású profilométereknek nevezik.
Típusok
Az optikai módszerek közé tartoznak az interferometrián alapuló módszerek, például a digitális holografikus mikroszkópia , a vertikális pásztázó interferometria / fehér fény interferometria , a fázistolásos interferometria és a differenciális interferencia-kontrasztmikroszkópia (Nomarski mikroszkópia); fókusz detektálási módszerek, mint például intenzitás detektálás, fókusz variáció , differenciál detektálás, kritikus szög módszer, asztigmatikus módszer, foucault módszer és konfokális mikroszkópia ; mintavetítési módszerek, mint például a peremvetítés , a Fourier profilometria , a Moire és a minta visszaverődésének módszerei .
Az érintkezési és pszeudokontakt módszerek közé tartozik a stylus profilométer (mechanikus profilométer) atomi erő mikroszkópia és a pásztázó alagút mikroszkópia
Lépjen kapcsolatba a profilmérőkkel
A gyémántceruzát függőlegesen mozgatják a mintával érintkezve, majd oldalirányban mozgatják a mintán egy meghatározott távolság és meghatározott érintkezési erő mellett. A profilmérő képes mérni a függőleges ceruza elmozdulásának kis felületi variációit a helyzet függvényében. Egy tipikus profilométer képes mérni a kis függőleges jellemzőket, amelyek magassága 10 nanométertől 1 milliméterig terjed. A gyémántceruza magassági helyzete analóg jelet generál, amelyet digitális jellé alakít, tárol, elemez és megjelenít. A gyémántceruza sugara 20 nanométertől 50 μm-ig terjed, a vízszintes felbontást a szkennelési sebesség és az adatjel mintavételezési sebessége szabályozza. Az érintőceruza követési ereje 1 és 50 milligramm közötti lehet.
A kontakt profilométerek előnyei közé tartozik az elfogadás, a felület függetlensége, a felbontás, ez egy közvetlen technika, modellezés nélkül. A világ felületkezelési szabványainak többségét kontakt profilométerekre írják. Az előírt módszertan követéséhez gyakran szükséges ilyen típusú profilmérő. A felület érintkezése gyakran előnyös szennyezett környezetben, ahol az érintésmentes módszerek a felület szennyeződésének mérését eredményezhetik, nem pedig maga a felület. Mivel a toll érintkezik a felülettel, ez a módszer nem érzékeny a felület visszaverődésére vagy színére. A ceruza hegyének sugara akár 20 nanométer is lehet, lényegesen jobb, mint a fehér fényű optikai profilozás. A függőleges felbontás jellemzően nanométer alatti is.
Érintés nélküli profilométerek
Az optikai profilométer egy érintésmentes módszer, amely nagyjából megadja ugyanazokat az információkat, mint egy tollalapú profilométer. Jelenleg számos különböző technika létezik, mint például a lézeres háromszögelés ( háromszögelés-érzékelő ), konfokális mikroszkópia (nagyon apró tárgyak profilozásához), koherencia-pásztázó interferometria és digitális holografia .
Az optikai profilométerek előnyei a sebesség, a megbízhatóság és a foltméret. A 3D-s szkennelés apró lépéseihez és követelményeihez, mivel az érintésmentes profilométer nem érinti a felületet, a szkennelési sebességet a felületről visszaverődő fény és az érzékelő elektronika sebessége szabja meg. Nagy lépések elvégzéséhez a 3D-s beolvasás egy optikai profilozón sokkal lassabb lehet, mint a 2D-s vizsgálat az érintőceruza profilján. Az optikai profilométerek nem érintik a felületet, ezért nem károsíthatják őket a felület kopása vagy az óvatlan kezelő személyek. Számos érintés nélküli profilométer szilárdtest, ami jelentősen csökkenti a szükséges karbantartást. Az optikai módszerek foltmérete vagy oldalirányú felbontása néhány mikrométertől a szubmikrométerig terjed.
Idővel felbontott profilométerek
A beolvasás nélküli technológiák, mint digitális holografikus mikroszkópok, lehetővé teszik a 3D topográfiai mérést valós időben. A 3D topográfiát egyetlen kamera felvételéből mérik, ennek következtében a felvételi sebességet csak a kamera felvételi sebessége korlátozza, egyes rendszerek a domborzatot 1000 kép / mp képsebességgel mérik. Az idő felbontású rendszerek lehetővé teszik a domborzati változások mérését intelligens anyagok gyógyításaként vagy mozgó példányok méréseként. Az idő felbontású profilométerek egy stroboszkópos egységgel kombinálhatók a MEMS rezgések mérésére a MHz tartományban. A stroboszkópos egység gerjesztő jelet ad a MEMS-nek, és kiváltó jelet ad a fényforrásnak és a kamerának.
Az idő felbontású profilométerek előnye, hogy robusztusak a rezgésekkel szemben. A szkennelési módszerektől eltérően az idő által feloldott profilométer megszerzési ideje ezredmásodpercek között van. Nincs szükség függőleges kalibrálásra: a vertikális mérés nem függ a letapogatási mechanizmustól, a digitális holografikus mikroszkópikus függőleges mérés belső függőleges kalibrációval rendelkezik, a lézerforrás hullámhossza alapján. A minták nem statikusak, és a minta topográfiája reagál a külső ingerre. Repülés közbeni méréssel a mozgó minta topográfiája rövid expozíciós idővel történik. A MEMS rezgésmérés elvégezhető, ha a rendszert stroboszkópos egységgel kombinálják.
Szálalapú optikai profilométerek
Az optikai szálalapú optikai profilométerek optikai szondákkal szkennelik a felületeket, amelyek optikai szálon keresztül visszaküldik a fényinterferencia jeleket a profilmérő detektorára. A rostalapú szondák fizikailag több száz méterre helyezhetők el az érzékelő burkolatától, a jel romlása nélkül. A szálas alapú optikai profilométerek további előnyei a rugalmasság, a hosszú profil megszerzése, a szilárdság és az ipari folyamatokba történő beépítés egyszerűsége. Bizonyos szondák kis átmérőjével a felületek beolvashatók még a nehezen elérhető terekben is, például keskeny hasadékokban vagy kis átmérőjű csövekben. Mivel ezek a szondák általában egyszerre egy pontot és nagy mintavételi sebességet kapnak, lehetséges a hosszú (folyamatos) felületi profilok megszerzése. A beolvasás ellenséges környezetben történhet, beleértve a nagyon forró vagy kriogén hőmérsékletet, vagy radioaktív kamrákban, míg az érzékelő távol, az ember számára biztonságos környezetben található. A szálas alapú szondák könnyen telepíthetők folyamat közben, például a mozgó szövedékek fölé vagy különféle helymeghatározó rendszerekre szerelhetők.
