關(guān)于光學(xué)檢測技術(shù)
發(fā)布時間：2022-11-28 1080人看過
隨著光學(xué)傳感器成像技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)光的物理特性衍生出多種光學(xué)檢測技術(shù)，包括
一、角度分辨檢測技術(shù)
表面散射模型的光線散射區(qū)域分為4個部分，分別為漫反射光瓣、鏡面反射光瓣、鏡面反射峰以及由表面微觀紋理造成的菊花瓣。
由表面散射模型可知，相機(jī)的拍攝角度影響物體表面的微觀紋理特征在圖像中的表現(xiàn)，在不同的位置搭配光源和相機(jī)能夠得到不同的成像特征。
明場照明光線經(jīng)工件表面反射進(jìn)入傳感器，相應(yīng)的像素灰度值高，當(dāng)工件表面存在缺陷時，光線反射角度發(fā)生偏轉(zhuǎn)使光線偏離傳感器，相應(yīng)的像素灰度值低；針對不同尺度的表面缺陷又衍生出暗場及低角度暗場照明方式。背光照明根據(jù)工件的不透光性，能夠清晰的呈現(xiàn)工件的輪廓特征。漫反射照明可消除陰影，并利用不同顏色表面對光的吸收性不同，能夠清晰的呈現(xiàn)曲面表面特殊顏色印刷的符號。同軸明場也是明場照明方式，但增加了偏振片限制了傳感器光線的接受，用于抑制其他角度的光線。
二、色彩分辨檢測技術(shù)
物體的顏色與成像顏色并不是—對應(yīng)的關(guān)系，這是由光的反射決定的。正如人肉眼看到的顏色是因為物體反射了該顏色一樣，即物體對光的反射具有選擇性，這種選擇性根據(jù)光源色彩不同而不同。根據(jù)這種性質(zhì)，人們制作了色溫與色盤。色彩分辨檢測技術(shù)根據(jù)冷暖色調(diào)反差不同或根據(jù)帶顏色物體對光的選擇吸收性及反射特性進(jìn)行打光，根據(jù)冷暖色調(diào)進(jìn)行光源選擇可增加圖像對比度。此外，對于黑白相機(jī)成像，也存在灰度關(guān)系，光源與物體顏色不同時圖像的灰度不同。
三、光譜分辨檢測技術(shù)
物體在達(dá)到絕對溫度0K以上時都會產(chǎn)生紅外輻射，根據(jù)溫度與紅外輻射光譜關(guān)系，物體表面溫度越高，紅外輻射的能量就越大，這種現(xiàn)象在可見光范圍內(nèi)差異不明顯，但在紅外波段區(qū)別非常顯著。紅外成像的清晰度主要由物體的材質(zhì)決定，對物體表面顏色并不敏感。此外，紅外光波長較長，對塑料薄膜、板材均具有良好的穿透性，元器件外面附有一層透明薄膜，紅外光比可見光成像對比度高。
由紅外光的發(fā)射源不同，紅外成像可分為熱紅外成像及非熱紅外成像。熱紅外成像根據(jù)物體自身輻射進(jìn)行成像，圖像質(zhì)量受物體溫度的影響，而非熱紅外成像需要外部照明，利用紅外反射進(jìn)行成像，但易受環(huán)境輻射的影響。在食品、藥品等分選上紅外成像比可見光成像要清晰許多
四、偏振分辨檢測技術(shù)
光是一種電磁波，即光在一定的方向規(guī)律振動，具有偏振性。但光源發(fā)出的光束由大量不同方向的光波組成，沒有方向性。偏振分辨檢測技術(shù)使用物理方法對光波進(jìn)行過濾，使具有特定方向的光波通過，便形成偏振光。在表面檢測中，偏振光具有提高圖像清晰度、消除強(qiáng)反光等作用。在金屬、玻璃等具有強(qiáng)反射特性的物體表面，光照在特定角度產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光現(xiàn)象，無法得到清晰的圖像細(xì)節(jié)部分，利用偏振技術(shù)，則可過濾這些雜光的影響，突出圖像細(xì)節(jié)部分。
五、紋影分辨檢測技術(shù)
紋影分辨檢測技術(shù)包括紋影成像與陰影成像兩種。紋影成像利用透明材質(zhì)內(nèi)部粒子密度與折射率的關(guān)系，通過計算光的折射角得到透明材質(zhì)內(nèi)部信息。紋影成像是最早用于流體動力學(xué)研究的可視化工具，常用于煙霧檢測、透明基材缺陷檢測，在氣體介質(zhì)的觀測上也有廣泛的應(yīng)用，火焰周圍紋影成像效果。陰影成像則直接對透明介質(zhì)進(jìn)行光束照射，能夠呈現(xiàn)特征均勻變化的材料的輪廓細(xì)節(jié)，但易受光源尺寸影響，光源過大時會使圖像模糊，光源過小時會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。
六、干涉分辨檢測技術(shù)
干涉分辨檢測技術(shù)以光源波長作為基準(zhǔn)，可以捕捉到細(xì)微的表觀紋理變化。在自動光學(xué)檢測中，干涉分辨檢測技術(shù)包括數(shù)字全息成像技術(shù)、微分干涉差技術(shù)等。全息干涉成像包括兩個過程：首先進(jìn)行參考干涉圖的生成，用相干光照射標(biāo)準(zhǔn)模板，模板反射光與分光鏡分離的光在底片上交匯，記錄此時的圖案作為參考干涉圖；接著對待測物進(jìn)行照射，形成干涉圖，通過測量比較與參考干涉圖紙之間的差異，可以得到亞波長精度的表面紋理圖案。干涉分辨檢測技術(shù)在小視場、高精度尺寸測量方面有許多應(yīng)用。
