光谱共焦传感测量机械零件的表面粗糙度

光谱共焦传感器不需要针对每一种材质进行重新安装或调节，对于存在多种材质的被测物可以只用一个传感器，一种安装方式稳定测量，不同材质交界处也可以稳定测量。光谱共焦位移传感器拥有非常高的扫描精度，可以测量粗糙度，符合ISO2587国际标准。

表面粗糙度对机械零件使用性能的影响

表面粗糙度对零件质量有很大的影响，主要集中在对零件的耐磨性、配合性质、抗疲劳强度、工件精度及抗腐蚀性上。

1、对摩擦和磨损的影响。表面粗糙度对零件磨损的影响，主要体现在峰顶与峰顶上，两个零件相互接触，实际上是部分峰顶的接触，接触处压强很高，能使材料产生塑形流动。表面越粗糙，磨损越严重。

2、对配合性质的影响。两构件配合，无非两种形式，过盈配合和间隙配合。对于过盈配合，由于在装配时，表面的峰顶被挤平，致使过盈量减小，降低了构件的连接强度;对于间隙配合，随着峰顶不断被磨平，其间隙程度会变大。因此，表面粗糙度影响配合性质的稳定性。

3、对抗疲劳强度的影响。零件表面越粗糙，凹痕越深，波谷的曲率半径也越小，对应力集中越敏感。因此，零件表面粗糙度越大，其应力集中越敏感，其承受抗疲劳强就越低。

4、对抗腐蚀性的影响。零件的表面粗糙越大，即其波谷就越深。这样，灰尘、变质的润滑油、酸性的和碱性的腐蚀性物质就容易积存在这些凹谷处，并渗透到材料的里层，加剧零件的腐蚀。因此，降低表面粗糙度，可以增强零件的抗腐蚀性。

采用光谱共焦位移传感器，搭建了一套简易的测量装置，对膜式燃气表的阀盖粗糙度进行了非接触的测量，以此来判断阀盖密封性合格与否，取得了一定的效果。基于光谱共焦传感器，利用其搭建的二维纳米测量定位装置对粗糙度样块进行表面粗糙度的非接触测量，并对测量结果进行不确定评定，得到U95为13.9%。

光谱共焦技术将轴向距离与波长建立起一套编码规则，是一种高精度、非接触的光学测量技术。基于光谱共焦技术的传感器作为一种亚微米级、快速精确测量的传感器，已经被广泛应用于表面微观形状、厚度测量、位移测量、在线监控及过程控制等工业测量领域。展望其未来，随着光谱共焦传感技术的发展，必将在微电子、线宽测量、纳米测试、超精密几何量计量测试等领域得到更多的应用。

审核编辑：符乾江