Dans l'industrie cinématographique, la mesure de l'épaisseur des matériaux transparents est depuis longtemps un problème majeur. Pour les films d'emballage en PET, les films de protection optique et les séparateurs de batteries lithium-ion, des écarts d'épaisseur de l'ordre du micron peuvent affecter directement la transmission de la lumière, la résistance mécanique et les performances électrochimiques. La triangulation laser traditionnelle a tendance à souffrir de défocalisation sur les matériaux transparents ; les méthodes ultrasoniques manquent de précision suffisante ; la méthode gravimétrique ne prend en charge que l'inspection par échantillonnage hors ligne et ne permet pas une surveillance en ligne. La technologie confocale spectrale résout parfaitement le défi de la mesure d'épaisseur de haute précision pour les films transparents.
Le confocal spectral est une technologie de mesure de déplacement de haute précision basée sur le codage de longueur d'onde. Il convertit l'aberration chromatique, un défaut de l'optique traditionnelle, en un moyen essentiel de mesure de distance. Compatible avec une large gamme de matériaux, y compris les surfaces transparentes, translucides, hautement réfléchissantes et faiblement réfléchissantes, il atteint une précision de mesure submicronique.
La lumière blanche traverse un ensemble de lentilles dispersives. La lumière de différentes longueurs d'onde est focalisée à des positions distinctes le long de l'axe optique : la lumière bleue de courte longueur d'onde se trouve près de la lentille, tandis que la lumière rouge de longue longueur d'onde est plus éloignée de la lentille. Seuls les rayons lumineux qui atteignent précisément le point focal produisent des réflexions fortes ; toute autre lumière parasite est filtrée par l'ouverture du trou d'épingle. Le spectromètre identifie la longueur d'onde centrale de la lumière réfléchie, à partir de laquelle la position de la surface mesurée peut être calculée. Cela permet une mesure stable et de fortes performances anti-interférences.
Lorsque le faisceau lumineux frappe le film transparent, deux signaux réfléchis sont générés : La réflexion de la surface supérieure forme le premier pic spectral. La lumière pénètre dans le film et se réfléchit sur la surface inférieure pour former le second pic spectral. La différence de trajet optique est calculée à partir de ces deux pics. La division de cette valeur par l'indice de réfraction du film n donne l'épaisseur physique réelle : Épaisseur physique d = différence de trajet optique ÷ indice de réfraction n
Avantages : Il acquiert à la fois la position et l'épaisseur en une seule mesure. Sans contact et non destructif, il ne nécessite aucun arrêt de machine et convient à la surveillance en ligne sur les lignes de production.
Les capteurs confocaux spectraux peuvent améliorer la capacité de détection des surfaces complexes et des microstructures grâce à différentes options de taille de spot :
- Petit spot : convient pour mesurer des cibles minuscules, des contours fins et des surfaces aux profils complexes.
- Grand spot : idéal pour les surfaces rugueuses et les matériaux fortement diffusants. Il supprime l'influence de la texture locale pour fournir des signaux plus stables.
- Mode quatre spots : plusieurs spots lumineux effectuent des mesures indépendantes suivies d'un calcul de données, réduisant les erreurs de mesure causées par l'irrégularité de la surface, l'inclinaison et les défauts locaux.
Cet avantage permet à la technologie confocale spectrale de convenir non seulement à la mesure de l'épaisseur des films plats, mais aussi à l'inspection des films de protection, des revêtements optiques, des films composites et des matériaux transparents aux structures de surface relativement complexes.
De la « lutte avec la mesure défocalisée » à la « lecture de la distance par longueur d'onde », la technologie confocale spectrale redéfinit la méthode de mesure des films transparents avec un seul faisceau de lumière blanche. Elle révèle complètement les écarts d'épaisseur de l'ordre du micron et permet une mise en œuvre réelle du contrôle qualité en ligne, sans contact et de haute précision sur les lignes de production.
Alors que les films sont fabriqués de plus en plus minces avec des exigences de précision toujours plus élevées, le confocal spectral est plus qu'un simple instrument de mesure. Il constitue un soutien essentiel pour que les matériaux transparents atteignent une qualité supérieure et des taux de rendement plus élevés.
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