Kiểm soát chất lượng là yếu tố sống còn trong thế giới sản xuất chính xác hiện đại. Sở hữu một công nghệ chính xác đến mức có thể đo lường những chi tiết nhỏ nhất với độ chính xác vượt xa khả năng của con người, đó chính là Hệ thống đo quang học, một kỳ quan của sự khéo léo khoa học và kỹ thuật xuất sắc.
Hệ thống đo quang học là gì?
Hệ thống đo quang học, thường được viết tắt là OMS, là một thiết bị tiên tiến được sử dụng để đo nhiều tính chất vật lý khác nhau của vật thể bằng các kỹ thuật dựa trên ánh sáng.
Không giống như các phương pháp đo lường truyền thống có thể yêu cầu tiếp xúc vật lý với vật thể, hệ thống quang học cung cấp các phép đo không tiếp xúc để giảm thiểu rủi ro hư hỏng và đảm bảo độ chính xác cao.
Các thành phần của Hệ thống đo lường quang học là gì?
Các hệ thống này bao gồm một số thành phần chính:
- Nguồn sáng: Thông thường là tia laser hoặc đèn LED phát ra ánh sáng tập trung.
- Linh kiện quang học: Thấu kính, gương và lăng kính dùng để định hướng và điều khiển ánh sáng.
- Máy dò/Cảm biến: Thiết bị thu và chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành dữ liệu có thể đo lường được.
- Đơn vị xử lý dữ liệu: Phần mềm và phần cứng để phân tích dữ liệu thu thập được.
- Cơ chế hiệu chuẩn: Đảm bảo độ chính xác thông qua hiệu chuẩn định kỳ theo các tiêu chuẩn đã biết.
Các loại chính của hệ thống đo lường quang học
Hệ thống đo lường quang học bao gồm nhiều loại thiết bị khác nhau cho các ứng dụng và yêu cầu đo lường cụ thể. Dưới đây là một số loại phổ biến:
1. Hệ thống dựa trên laser:
- Sử dụng công nghệ laser để đo khoảng cách chính xác và quét 3D.
- Các ví dụ bao gồm Máy đo giao thoa laser và hệ thống LiDAR (Phát hiện và đo khoảng cách bằng ánh sáng).
- Được sử dụng rộng rãi trong đo lường công nghiệp, robot và lập bản đồ địa lý.
2. Hệ thống hình ảnh:
- Chụp ảnh chi tiết các vật thể để phân tích kích thước và kiểm tra bề mặt.
- Các ví dụ bao gồm hệ thống tương quan hình ảnh kỹ thuật số (DIC) và kính hiển vi quang học.
- Được ứng dụng trong các lĩnh vực như khoa học vật liệu, sinh học và kiểm soát chất lượng.
3. Hệ thống giao thoa kế:
- Sử dụng các mẫu giao thoa của sóng ánh sáng để thực hiện các phép đo có độ chính xác cao.
- Ví dụ bao gồm Máy đo giao thoa ánh sáng trắng và Máy đo giao thoa Fabry-Perot.
- Được sử dụng cho phép đo bề mặt, thử nghiệm quang học và kỹ thuật chính xác.
4. Hệ thống quang phổ:
- Phân tích sự tương tác giữa ánh sáng và vật chất để xác định tính chất của vật liệu.
- Ví dụ bao gồm Máy quang phổ Raman và Máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR).
- Thường được sử dụng trong phân tích hóa học, dược phẩm và giám sát môi trường.
5. Hệ thống cộng hưởng:
- Sử dụng khẩu độ lỗ kim để loại bỏ ánh sáng ngoài tiêu cự và cho phép chụp ảnh có độ phân giải cao.
- Ví dụ bao gồm Kính hiển vi quét laser cộng hưởng (CLSM) và Máy đo biên dạng cộng hưởng.
- Lý tưởng cho việc chụp ảnh sinh học, đo độ nhám bề mặt và kiểm tra chất bán dẫn.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo quang học
Hệ thống đo quang học hoạt động dựa trên nguyên lý tương tác ánh sáng với vật thể:
- Sự phản xạ: Ánh sáng phản chiếu từ bề mặt vật thể, làm lộ hình dạng của vật thể.
- Khúc xạ: Ánh sáng bị bẻ cong khi đi qua vật thể, cho thấy tính chất quang học của vật thể.
- Phân tán: Ánh sáng khuếch tán theo nhiều hướng khác nhau, cung cấp thông tin về độ nhám bề mặt.
- Sự hấp thụ: Ánh sáng được hấp thụ bởi vật thể, để lộ thành phần vật chất của nó.
Ứng dụng của Hệ thống đo quang học trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau
Hệ thống đo quang học được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau nhờ tính linh hoạt, độ chính xác và không tiếp xúc.
i). Sản xuất: Đảm bảo kích thước chính xác, phát hiện lỗi và căn chỉnh các thành phần một cách chính xác trong quá trình lắp ráp bằng hệ thống đo quang học.
ii). Ô tô: Quang học đảm bảo chất lượng sản xuất và cho phép sử dụng hệ thống hỗ trợ lái xe tiên tiến để có trải nghiệm lái xe an toàn hơn.
iii). Hàng không vũ trụ: Rất quan trọng để kiểm tra các bộ phận máy bay và dẫn đường cho tên lửa, UAV và tàu vũ trụ bằng các cảm biến quang học chính xác.
iv). Y tế: Hình ảnh quang học hỗ trợ chẩn đoán và phẫu thuật, trong khi nghiên cứu được hưởng lợi từ việc nghiên cứu cấu trúc tế bào và phân tích DNA.
v). Điện tử: Kiểm tra PCB và đảm bảo độ chính xác của chế tạo vi điện tử bằng hệ thống quang học trong ngành công nghiệp điện tử.
vi). Chất bán dẫn: Kiểm soát quy trình in thạch bản và kiểm tra các tấm wafer để tìm lỗi, duy trì các tiêu chuẩn cao trong sản xuất chất bán dẫn.
Những hạn chế và thách thức của hệ thống đo lường quang học
Mặc dù có độ chính xác cao, OMS vẫn phải đối mặt với những thách thức như:
- Độ nhạy với các điều kiện môi trường như nhiệt độ và độ rung.
- Độ sâu trường ảnh hạn chế và dễ bị nhiễu.
- Chi phí và độ phức tạp, đòi hỏi nhân viên có tay nghề cao để vận hành và bảo trì.
Máy đo quang học OMM nào tiên tiến nhất?
Máy đo quang học tiên tiến nhất là XEM Summit™ 600, một hệ thống đo lường quang học hiệu suất cao, đặt trên sàn. Được thiết kế với công nghệ quang học, chiếu sáng và xử lý hình ảnh tiên tiến, hệ thống này mang lại độ chính xác và độ tin cậy vượt trội.
Thích hợp cho các ứng dụng đo lường định dạng trung bình, đảm bảo thông lượng và độ chính xác cao, thiết lập tiêu chuẩn mới trong Thiết bị đo quang học.
Phần kết luận
Hệ thống Đo lường Quang học là trụ cột của độ chính xác trong thế giới công nghệ hiện đại. Với khả năng khám phá những chi tiết nhỏ nhất với độ chính xác vượt trội, chúng đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng, đổi mới và tiến bộ.
Tận dụng sức mạnh của Hệ thống đo lường quang học với VIEW, cung cấp hệ thống đo lường quang học và đo lường kích thước có độ chính xác cao hướng tới tương lai chính xác mà không thỏa hiệp.