3.4.4 Adaptiver Laser-Doppler-Distanzsensor mit erweitertem Messbereich durch Einsatz einer Linse mit elektrisch veränderlicher Brennweite
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- 3.4 Optische Verfahren in der Fertigungsmesstechnik
- Author(s)
- R. Kuschmierz, C. Linde, T. Pfister, L. Büttner, J. Czarske - Technische Universität Dresden
- Pages
- 397 - 405
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/3.4.4
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
In der Prozessmesstechnik existiert eine große Bandbreite optischer Sensoren für Distanzmessungen an technischen Oberflächen. Da diese nichtinvasiv arbeiten, eignen sie sich insbesondere für die Messung an bewegten Objekten. Die Messbereichslänge sowie der Arbeitsabstand sind dabei durch den Aufbau des Messkopfes gegeben. Sollen mit einem Sensor Messaufgaben ausgeführt werden, deren geforderte Messbereichslängen sich stark unterscheidenden, so ist ein Sensor mit der größten notwendigen Messbereichslänge zu wählen. Da für eine Vielzahl der zu Grunde liegenden Messprinzipien die Ortsauflösung näherungsweise proportional zur Messbereichslänge ist, erhöht sich damit die Messunsicherheit für Messaufgaben, bei denen nicht der volle Messbereich genutzt wird, unnötig. Ändert sich der notwendige Arbeitsabstand um einen Wert größer als die Messbereichslänge, so ist der Sensor oder das Messobjekt zu traversieren. Die Alternative des Einsatzes verschiedener, auf die jeweilige Aufgabe angepasster Messköpfe kann sehr kostspielig sein und ist zeitaufwendig. Ein Lösungsansatz, um den Arbeitsabstand bzw. die Messbereichslänge der jeweiligen Aufgabe anzupassen, ist der Einsatz von Linsen mit variabler Brennweite. Lässt sich der Arbeitsabstand des Sensors schnell und präzise genug der Oberflächenposition nachführen, so können Oberflächen mit Positionsänderungen größer der eigentlichen Messbereichslänge vermessen werden. Die Messbereichslänge wird also künstlich erhöht, ohne die Ortsauflösung zu beeinträchtigen. Die Erweiterung optischer Messsysteme mit adaptiven Linsen soll in diesem Beitrag am Laser-Doppler-Distanzsensors (LDD) demonstriert werden. Der LDD eignet sich ins besondere zur Vermessung von Position und Geschwindigkeit schnell bewegter, rauer Oberflächen und findet so beispielsweise Anwendung in der Formvermessung oder bei der Schwingungsanalyse schnell rotierender Körper.