泓川科技LTCR4000 光譜共焦傳感器-通訊芯片 FA 平行度測量應用案例
日期：
2025-11-17
瀏覽次數：
10
核心結論：泓川 LTCR4000 探針型光譜共焦傳感器（側面 90° 出光），完美適配 FA 透明材質、安裝空間狹小的測量場景，通過底部照射多點測距實現角度矯正，精準保障 FA 平行度達標。
光通訊芯片 FA（光纖組件）作為光信號傳輸核心部件，其端面與安裝基準面的平行度直接影響插損（IL）、回波損耗（RL）等關鍵性能。FA 采用透明光纖材質，裝配時由夾爪夾持固定，安裝區域空間狹小，需從底部完成非接觸式平行度檢測與角度矯正。
空間限制：安裝位置狹小，傳統傳感器體型過大或出光方向受限，無法近距離部署。
材質特性：FA 為透明材質，傳統激光傳感器易出現反射光丟失、測量偏移問題。
精度要求：FA 未標注角度公差 ±0.5°，需傳感器提供亞微米級測量精度，確保角度矯正準確性。
非接觸需求：FA 端面纖芯無劃痕、無破損要求，測量過程需避免物理接觸。
出光方式適配：LTCR4000 支持徑向（側面 90°）出光，探針型結構緊湊，可從 FA 底部狹小空間精準照射測量面，無需改動夾爪夾持布局。
透明材質適配：采用光譜共焦技術，對透明體測量無位置偏移，僅接收聚焦光線，避免雜光干擾，適配 FA 透明光纖與蓋板材質。
精度與空間匹配：重復精度達 100nm 級，線性誤差≤±1.4μm，滿足角度公差要求；探針直徑僅 Φ8mm（建議夾持區域適配），適配狹小安裝空間。
抗干擾能力：抗環境光干擾強，無需復雜遮光裝置，適配工業裝配現場環境。
傳感器部署：將 LTCR4000 徑向出光探頭固定于 FA 底部工裝，探針頭部貼近 FA 下表面，利用側面 90° 出光特性，避開夾爪夾持區域，安裝間距控制在 5-10mm。
夾持配合：夾爪夾持 FA 尾部保護區域，確保 FA 測量面（上下表面）處于水平懸浮狀態，預留傳感器測量通道。
測量點位規劃：在 FA 下表面選取 3 個均勻分布的測量點（前端、中端、后端），通過傳感器依次采集各點距離數據，計算平面傾斜角度。
基準校準：以夾爪夾持基準面為參考，設定傳感器測量零點，建立坐標系。
多點測距：傳感器從底部對 3 個測量點進行同步掃描，獲取各點距離偏差值（±0.05mm 尺寸公差適配）。
角度計算：通過三點距離數據擬合平面，計算 FA 實際傾斜角度與理論平行面的偏差值。
實時矯正：將角度偏差信號反饋至夾爪控制系統，調整夾持角度，直至偏差≤±0.5°，完成平行度校準。
測量精度：角度測量誤差≤±0.1°，滿足 FA±0.5° 角度公差要求；距離測量重復精度達 100nm，保障矯正一致性。
場景適配：探針型結構與 90° 出光設計，成功適配狹小安裝空間，無需改動原有裝配流程。
材質兼容：透明 FA 測量無反射偏移、無雜光干擾，測量數據穩定，未出現纖芯劃痕、膠水粘連等損傷。
效率提升：單組 FA 測量 + 矯正耗時≤2s，支持與 PLC 總線控制聯動，適配批量裝配生產線。
空間利用率：探針型 + 90° 出光，解決狹小空間部署難題，安裝靈活性遠超傳統傳感器。
材質適配性：光譜共焦技術突破透明體測量瓶頸，無位置偏移，測量穩定性優于傳統激光傳感器。
精度保障：亞微米級測量精度，直接對接 FA 角度公差要求，減少插損超標風險。
非接觸安全：全程無物理接觸，契合 FA 端面無劃痕、無破損的技術要求。
將 0 級大理石工作臺水平放置，用水平儀調平（確保水平誤差≤0.02mm/m）；
千分表固定在表座上，沿工作臺 X、Y 軸方向移動，測量平面度，確保≤0.01mm/m，若超差則通過工作臺調平螺絲修正。
將 FA 夾持工裝固定在工作臺中心，通過定位銷鎖定（確保工裝 X/Y 軸與工作臺基準對齊）；
安裝 LTCR4000 傳感器到固定支架，調節支架高度，使傳感器參考距離（約 25mm）對準工裝夾持 FA 后的底部測量區域；
用激光干涉儀連接傳感器，啟動 TSConfocalStudio 軟件，采集傳感器 “零位” 數據（此時傳感器對準工作臺基準面），記錄初始距離值，設為測量基準。
將透明玻璃標準塊（模擬 FA）放入夾爪工裝，夾持固定；
傳感器從底部照射標準塊下表面，采集 3 個測量點（前端、中端、后端）的距離值，計算標準塊平行度（理論平行度≤0.001mm）；
若測量值與標準塊實際平行度偏差＞0.002mm，通過控制器 “材質補償” 功能修正（軟件內選擇 “透明玻璃” 材質模板，自動補償光折射誤差）。
用角度規設定一個已知偏差（如 + 0.3°），模擬 FA 傾斜狀態，將標準塊固定在夾爪上；
傳感器采集 3 點距離數據，軟件自動計算傾斜角度，對比角度規設定值，確保偏差≤0.01°；
若超差，調整傳感器固定支架的 X/Y 軸偏移（通過支架微調螺絲），重復測量直至偏差達標。
清空夾爪工裝，傳感器對準工作臺基準面，采集 10 次距離數據，計算平均值，與首次校準的 “零位” 對比，若偏差＞0.005mm，重新設定零位；
啟動控制器 “自檢” 功能，檢查 USB、以太網接口通信是否正常，采樣頻率是否穩定在 10kHz。
取 1 片合格 FA（已知平行度≤0.2°），放入夾爪工裝；
傳感器采集底部 3 點距離，軟件計算平行度，若測量值與 FA 實際值偏差＞0.05°，用角度規復核 FA 實際角度，若 FA 合格則重新執行 “透明材質測量校準” 步驟。
千分表測量夾爪工裝的夾持面平面度，確?！?.005mm；
檢查傳感器抱箍是否松動，光纖跳線彎曲半徑是否≥30mm（避免信號衰減）。
空間適配：傳感器與夾爪工裝的安裝間距需≥5mm（參考 LTCR4000 探針尺寸），避免工裝遮擋傳感器出光；
電源要求：控制器需單獨供電（24VDC±10%，電流≥1A），避免與夾爪驅動電源共用，防止電壓波動影響測量精度；
環境控制：測量環境溫度控制在 20-25℃（濕度 20-60% RH，無冷凝），避免溫度變化導致傳感器線性誤差增大；
備件儲備：額外采購 1 根 FC-FC 光纖跳線（3m）、1 個 D8L15 抱箍件，作為易損件備用。