有没有能精确测量到液面距离（5um以内的精度）的传感器方案？ 点击：5710 | 回复：76
AUTONICS张 小哥哥：
楼主讲了：“这个液体主要是作为一种提供水平基准”，也就是说呀，楼主测液面位置，是要把液面，控制到某基准平面，上下5μm范围内的
咱把容器的透光率、折射率、吸附效应、以及液体的表面张力等等的因素，全部不考虑，
咱就把问题简单化，单说图象识别，，，咱就单说图象识别的背景好了，，，俺想最简单的识别，就是在背景上画2条线，线的间距＝2×5μm＝10μm， ，， 识别系统呢，只要能检测出液面落在两条线之间，就算成功，至于具体正几μ负几μ，咱还是别难为咱自各了吧，
试问：
①你拿什么方法，来保障所刻画线段的毛边，≤1μm？ 线段也不必很长，就10cm、或者5cm、或者2cm吧，
②你拿什么方法，在背景上，刻画出两条间距10μm的线段？
③你又拿啥子方法啥子设备，来安装固定你的背景，保证那背景上的两条线，水平度≤1μm ？？？
你先考虑一哈，给你10万个元，你寻得到解决这三个问题的人才吗？，，，，再给你10万个元，你寻得到加工那两条线段的设备吗？，，，，再给你10万个元，够你支付加工费、检验费、安装费吗？
你把这个问题越扯越远了， 我感觉已经偏离解决这个方案的核心问题。AUTONICS张 说的其实是实现激光三角测量法的一个 方案， 这个方案并不涉及到刻什么线的问题。 现在的CCD传感器像素的间距一般都达到微米级了，然后通过镜头把 光点的位移放大10倍甚至几十倍， 那么对CCD的数据的分析完全可以分辨出微米级的位移， 这个也是目前商品化的激光位移传感器所使用的办法， 只不过他们使用高精度的镜片， 和高分辨率的CCD传感器， 还有就是好的激光光源， 所以他们能做得很小的体积跟很高的精度（0.01um）。
其实这个方案的两个核心问题是， 一是液体的稳定性， 第二是激光三角测量法对于液面测量所能达到的精度。现在这两个问题要不求教有相关经验的人，要不就是自己做实验了。那么在自己做实验之前当然是向有经验的人请教了， 这个也是我来这里发帖子的原因了， 所以还请大家热心指教了。
我这个设备是安装在一个比较大的水泥基础上面的， 我自己的感觉是如果附近的路不是凹凸不平再加上不是有大型的货车经过的话应该不会产生超过微米的影响， 并且如果有需要的话可以通过使用一些粘稠度高一些的油类的液体来提高液体的稳定性， 所以现在初步的结论是地面的震动所带来的影响可以忽略， 但这个还要进一步确定。
CCD传感器，准确度指标最高给得是多少，俺也没记住；
只是觉得，楼主讲的CCD传感器有“很高的精度（0.01um）”，大约是闹错了，
三鹿奶粉是中国名牌，国家免检产品，三鹿婴幼儿奶粉配方，还他娘的获得了科技部科技进步二等奖，这个世界的骗术骗招毒奶，多得要死
所以俺多打了点字，给人提个醒，，，
可能是我表达得不是很清楚， 我这里说的0.01um的精度准确来说是0.01um的分辨率， 这两种说法有很大的差别， 但在某些情况下可以说是等同的， 例如在我这个方案中， 能有0.01um的分辨率就相当于有0.01um的精度了。他这个技术指标其实是一个相对指标而不是绝对的指标， 正如你所说的温度， 差一度可能就相差超过1um了更不用说0.01um。
这里是我找到的两家激光位移传感器的资料， 一个是日本的基恩士的LK－G系列， 标的分辨率是0.01um， 他自己号称业界最高， 第二个是德国的米铱optoNCDT 2220， 分辨率0.03um， 下面是的两个连接是他们官方网站上的介绍。大家帮忙去看看他们说标的数据有多少的水分。不过这个好像对我来说没什么意义因为就算他们夸大了100倍还是能满足我的要求。
http://china.keyence.com/products/vision/laser/lkg/lkg.php?lf=KA
http://www.micro-epsilon.com/en/Sensors/Optical－－-Laser/
1、入行10多年了，不断在碰到，将分辨率当准确度精度来说事的事情，，，呵呵
2、俺只用过千分尺，万分尺，10万分尺，真的是也没听说过也没见过，所以你讲的那个分别率0.01um，是不是“货真价实的”、“有效的”
俺还想不出验证它的办法，，，
你需要的指标，其实是仪器对同一个量值，例如15mm，反复多次测量的复现性，也就是常说的重复精度
而重复精度，不做实际测试的时候，通常是用 非重复性、迟滞、零位稳定性 三个指标，来推断估算的
3、现在咱来看看你讲的那个optoNCDT 2220的给的资料
量程（ ranges）：2～200mm 【 死区2mm 】
线性度（linearity）：±0.03% 【 乘以满量程200mm，线性度就是±60um 】
分辨率（resolusion）：0.0015% 【 乘以满量程200mm，分辨率度就是3um 】
非重复性：无
迟滞：无
零位稳定性：无
长期稳定性：无
输出信号：？？？
4、你怕得再找点更细致的资料
你现在说的正是我要探讨的，很高兴终于到了点子上了。 正如我上面提到的核心问题之一其实就是激光位移传感器的使用技术，我看了一遍上面两家传感器产品的数据手册跟使用手册， 但有一些指标不是非常的理解， 主要的一个是线性度这个指标不是很理解，另外一个就是你说的分辨率跟精度的关系，这个真的还不是那么清楚，我目前的理解就是如果在测量的表面是一个理想的测量表面的情况是测量的精度就相当于分辨率，但不知道这样的理解是不是对的， 很希望能听听大家的意见。另外我把米铱ILD 2200-2的数据摘录下来， 大家一起来看看那些指标的含义。
|
Model |
ILD 2200-2 |
||
|
Measuring range |
|
||
|
Start of measuring range SMR |
|
||
|
Midrange MMR |
|
||
|
End of measuring range EMR |
|
||
|
Linearity |
1um |
||
|
<=0.05% FSO |
|||
|
Resolution (at 10 kHz without averaging) |
0.03um |
||
|
0.0015%FSO |
|||
|
Measuring rate |
10kHz |
||
|
Permissable ambient light |
30000lx |
||
|
Spot diameter |
SMR |
80um |
|
|
MMR |
35um |
||
|
EMR |
80um |
||
|
Light source |
semiconductor laser <1mW, 670nm (red) |
||
|
Laser safety class |
class 2 acc. DIN EN 60825-1/A1 12.99 / IEC 825-1/A1 12.99 / FDA |
||
|
Protection class |
sensor: IP 65 / controller: IP 50 |
||
|
Temperature stability |
0.025%FSO/℃ |
||
|
Operation temperature |
0..+50 |
||
|
Storage temperature |
-20..+70 |
||
|
Output |
analog: ±5V digital: RS 422 / 691.2kBaud |
||
|
Power supply |
24VDC(±15%), max 500mA |
||
|
Sensor cable length |
standard: |
||
|
Controller |
functions: auto zero / signal averaging |
||
|
Electromagnetic compatibility (EMC) |
dimensions: |
||
|
Vibration |
EN 55011/12.1998 and EN 50082-2/ 02.1996 |
||
|
Shock |
|
||
|
Weight |
sensor |
~ |
|
|
controller |
~ |
||
测量到液面的距离的目的是得到一个绝对的水平的平直基准，设备的运作都有赖于这个基准， 所以这个基准非常的重要。 我想不到比测量到液面距离方便的得到一个绝对水平的平直基准的方法了， 所以目前还是以测量到液面距离作为突破点。
现在通过讨论可以把问题又具体化了很多， 现在就集中在传感器的几个技术指标上了，
1. 关于迟滞指标我觉得这个在这个方案中不用考虑， 主要是测量的频率很低， 不到0.1Hz， 比他们的标称的指标低很多。
2. 关于线性度其实可不可以理解为在测量量程内的最大误差呢？
3. 重复精度这个反倒是一个要重点考虑的指标， 关于这个指标从我目前能得到的资料中还真没有详细的说明这个问题， 从米依的产品使用手册里面提到的光点在被测物体表面反射的几种情况可以推断出这个重复精度其实跟被测物体的表面有很大关系， 主要是一个光点在被测表面反射后会产生不同程度的散射， 这种散射应该就是导致重复测量误差的一个因素， 我估计这个问题应该就是这种测量设备技术要求比较高的一个地方吧特别是在测量频率高的时候。 在我的这个方案中被测的液面， 那么反射的情况比那些固体的表面要简单很多，那么这个重复精度会不会就非常的高呢？ 以上我自己推断的， 不知道对不对希望大家能发表一下自己的见解。
4. 使用2mm的量程的确会很麻烦， 我也不会用这么小量程的型号， 上面只不过是随便拿一个型号来举个例子， 如果能行得通的话我应该是选用5mm量程的型号， 量程大一些分辨率会降低， 但还是能在要求的精度范围内，并且0.03um分辨率的型号我估计肯定超过5w一个， 我从网上搜索得到一些信息就是基恩士1um分辨的大概卖2w多， 关于价格方面我还真希望对行情比较了解的给我们说说， 好让我们心中有数。
2种方案?? 1 采用科瑞 rechner?? 的模拟量的 电容传感器???
???????????????? 2采用科瑞 rechner 的 高能性的 专门检测 液体的传感器
?
LCD ,LED 制造过程，对液体的限位控制，如水、去离子的水、清洁剂或化学品，如：NaOH、HCL、H2SO4...
全PTFE外壳封装，包括PTFE材料的电缆线
高防护等级IP68,甚至IP69K
耐高温100℃ and CIP 121℃
非接触式检测，透过非金属性质的容器壁来检测
通过旁通管检测，安装方便 （不受液体颜色影响）
检测高传导性质的材料和全是泡沫液体的专用传感器
应用于危险区域的ATEX 传感器
所有传感器带有高亮度的2种颜色的LED
用于本安传感器的隔离栅
全PTFE 封装的防漏液传感器
电容模拟量测量限位－甚至通过旁通安装解决
非接触式检测晶片，不受玻璃反射光的影响
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