在光学测量的世界里,精度和稳定性是永恒的主题。说到“测量光栅”,大家第一反应往往是:用它来测金属工件、机械位移,那是游刃有余。但如果对象换成玻璃、透明塑料、晶体硅片这种**“看得见又看不见”的透明物体**,测量光栅还能发挥作用吗?
今天,我们就来拆解这个让不少工程师“挠头”的问题:测量光栅能不能准确检测透明物体?
一、测量光栅测的是什么?
我们先厘清一个基础问题:光栅尺测量的不是“物体”,而是“位移”或“位置变化”。
也就是说,测量光栅并不关心被测物体的材质,而是检测某个结构(如读数头)相对于标尺的位置是否发生了位移。它本质上是一个位置检测系统,而不是图像识别系统。
所以,只要透明物体的移动可以被某种方式传递给光栅系统,理论上光栅就可以用于检测透明物体的尺寸、位置或运动状态。
二、哪些情况下光栅“测得了”透明物体?
通过机械接触间接测量
在自动化设备中,常见做法是将透明物体放置在带有滑轨或推杆的机构上,由这些装置驱动读数头运动。此时,光栅测量的其实是驱动机构的位置,间接代表了透明物体的位置或长度。
✅ 适用于玻璃板尺寸测量、晶圆定位、透明薄膜送料等应用。
配合视觉/激光等系统进行“混合测量”
在复杂检测系统中,测量光栅经常与工业相机或激光测距仪联动。光栅负责高精度的位置反馈,相机或激光负责识别物体边缘,最终实现透明物体的精准测量。
✅ 比如:LCD玻璃切割设备中的“边沿追踪 + 精密位移控制”。
对透明材料表面进行反射测量
特定类型的光栅系统(如反射式)在配合增透膜或表面处理的透明物体时,也能感应到反射信号,实现相对位置检测。但对透明度高、表面光洁度高的材料来说,误差可能较大。
⚠️ 这类方案对环境光、材质稳定性要求较高,一般用于科研或静态测量。
三、哪些情况下光栅“不太好使”?
透明物体不稳定移动,且无法机械耦合:比如在空气中飘动的薄膜、液体边界等,无法用光栅直接读取其位移;
无反光、无边界特征的透明工件:无法形成有效的信号反馈,需借助其他检测方式;
检测厚度或多层结构:光栅本身不能区分物体的内部结构,测厚需配合干涉仪或其他传感技术。