三维表面形貌仪测皮革表面粗糙度
三维表面粗糙度测量方法综述

Review of measurement methods for areal surface roughness
HE Bao-feng* ,DING Si-yuan,WEI Cui-e,LIU Bing-xian,SHI Zhao-yao
(Beijing Engineering Research Center of Precision Measurement Technology and Instruments, Beijing University of Technology,Beijing100124,China) *Corresponding author,E-mail:baofenghe@bjut.edu.cn
nanometer-scale surface roughness analysis methods.The applications and limitations of existing methods are also analyzed,and the direction for future development is presented. Key words:areal surface roughness;measurement methods;contact measurement;non-contact meas-
SuperView W1光学3D表面轮廓仪粗糙度分析操作步骤

SuperView W1光学3D表面轮廓仪粗糙度分析操作步骤
SuperView W1光学3D表面轮廓仪是一款用于对各种精密器件及材料表面进行亚纳米级测量的检测仪器。
它是以白光干涉技术为原理、结合精密Z向扫描模块、3D建模算法等对器件表面进行非接触式扫描并建立表面3D图像,通过系统软件对器件表面3D图像进行数据处理与分析,并获取反映器件表面质量的2D、3D参数,从而实现器件表面形貌3D测量的光学检测仪器。
SuperView W1光学3D表面轮廓仪粗糙度分析操作步骤:
1.将样品放置在夹具上,确保样品状态稳定;
2.将夹具放置在载物台上;
3.检查电机连接和环境噪声,确认仪器状态;
4.使用操纵杆调节三轴位置,将样品移到镜头下方并找到样品表面干涉条纹;
5.完成扫描设置和命名等操作;
6.点击开始测量(进入3D视图窗口旋转调整观察一会);
7.进入数据处理界面,点击“去除外形”,采用默认参数,点击应用获取样品表面粗糙度轮廓;
8.进入分析工具模块,点击参数分析,直接获取面粗糙度数据,点击右侧参数标准可更换参数标准,增删参数类型;
9.如果想获取线粗糙度数据,则需提取剖面线;
10.进入数据处理界面,点击“提取剖面”图标,选择合适方向剖面线进行剖面轮廓提取;
11.进入分析工具界面,点击“参数分析”图标,点击右侧参数标准,勾选所需线粗糙度相关参数,即可获取线粗糙度Ra数据。
美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪

美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪一、 产品简介美国NANOVEA公司是一家全球公认的在微纳米尺度上的光学表面轮廓测量技术的领导者,生产的三维非接触式表面形貌仪是目前国际上用在科学研究和工业领域最先进表面轮廓测量设备,采用目前国际最前端的白光轴向色差原理(性能优于白光干涉轮廓仪与激光干涉轮廓仪)对样品表面进行快速、重复性高、高分辨率的三维表面形貌、关键尺寸测量、磨损面积、磨损体积、粗糙度等参数的测量。
二、产品分类该公司的三维非接触式表面形貌仪主要有4款:JR25、PS50、ST400与HS1000(区别见技术参数):JR25便携式三维表面轮廓仪:野外操作或不可拆卸部件的理想选择·便携式表面形貌仪·结构紧凑,性价比高·替代探针式轮廓仪和干涉式轮廓仪·应用范围广·测量范围:25mm×25mmPS50表面轮廓仪:科研单位与资金不足企业的最佳选择·性价比高·结构紧凑·替代探针式轮廓仪和干涉式轮廓仪·应用范围广·测量范围:50mm×50mmST400表面轮廓仪:·应用范围广·适合大样品的测试·测量范围:150mm×150mm·360O旋转工作台·带彩色摄像机(测量前可自动识别特征区域)HS1000表面轮廓仪:·适用于高速超快自动测量场合·超高的扫描速度(可达1m/s,数据采集频率可达31KHz,最高可达324KHz)·能保证超高平整度和稳定性(花岗石平台)三、测量原理简介:Nanovea 公司的三维非接触式表面形貌测量仪采用的是国际最前端的白光轴向色差技术技术实现先进的高分辨率的三维图像扫描与表面形貌测量。
•利用白光点光源,光线经过透镜后产生色差,不同波长的光分开后入射到被测样品上。
• 位于白光光源的对称位置上的超灵敏探测器系统用来接收经被测样品漫反射后的光。
表面轮廓仪(HS1000

HS1000表面轮廓仪(美国NANOVEA
产品介绍:
HS1000型三维表面形貌仪是一款高速的三维形貌仪,最高扫描速度可达1m/s,采用国际领先的白光共聚焦技术,可实现对材料表面从纳米到毫米量级的粗糙度测试,具有测量精度高,速度快,重复性好的优点,该仪器可用于测量大尺寸样品或质检现场使用。
·适用于高速超快自动测量场合
·超高的扫描速度(可达1m/s,数据采集频率可达31KHz,最高可达324KHz)·能保证超高平整度和稳定性(花岗石平台)
产品图片:
产品特性:
1,采用白光共聚焦色差技术,可获得纳米级的分辨率
2,测量具有非破坏性,测量速度快,精确度高
3,测量范围广,可测透明、金属材料,半透明、高漫反射,低反射率、抛光、粗糙材料(金属、玻璃、木头、合成材料、光学材料、塑料、涂层、涂料、漆、纸、皮肤、头发、牙齿…);
4,尤其适合测量高坡度高曲折度的材料表面
5,不受样品反射率的影响
6,不受环境光的影响
7,测量简单,样品无需特殊处理
8,Z方向,测量范围大:为27mm
主要技术参数:
1,扫描范围:400mm×600mm(最大可选600mm*600mm)
2,扫描步长:5nm
3,扫描速度:1m/s
4,Z方向测量范围:27mm
4,Z方向测量分辨率:2nm
产品应用:
MEMS、半导体材料、太阳能电池、医疗工程、制药、生物材料,光学元件、陶瓷和先进材料的研发。
表面粗糙度检测仪的测量原理

表面粗糙度检测仪的测量原理
表面粗糙度检测仪主要使用两种测量原理:光学测量和机械测量。
1. 光学测量原理:
光学测量使用激光或光纤传感器来测量表面的粗糙度。
激光或光纤传感器发出光束,照射到待测表面上,并接收反射回来的光。
根据反射光的强度、时间或相位变化,测量仪可以计算出表面的高度或轮廓,从而评估表面的粗糙度。
光学测量的优点是测量速度快,非接触式测量,适用于多种不同类型的表面,包括平面、曲面和不规则表面。
然而,光学测量受到光线的折射、散射和反射的影响,可能会引入一些误差。
2. 机械测量原理:
机械测量使用机械探针或扫描探针来测量表面的粗糙度。
探针接触到表面上的凸起或凹陷部分,通过测量探针的运动来确定表面的高低差异。
常用的机械探针有千分尺、压电式探针等。
机械测量的优点是测量精度较高,适用于测量较小尺寸范围的表面粗糙度。
然而,机械探针需要接触测量,可能会对表面造成刮痕或磨损。
综合来说,表面粗糙度检测仪的测量原理根据具体的仪器和测量需求选择使用光学测量或机械测量,以获得准确的表面粗糙度数据。
三维表面形貌仪(ST400

ST400三维表面形貌仪(美国NANOVEA
产品介绍:
ST400型三维表面形貌仪是一款多功能的三维形貌仪,采用国际领先的白光共聚焦技术,可实现对材料表面从纳米到毫米量级的粗糙度测试,具有测量精度高,速度快,重复性好的优点,该仪器可用于测量大尺寸样品,并具有多种选项,包含360°旋转工作台,原子力显微镜模块,光学显微镜,特征区域定位等多种功能模块。
·应用范围广
·适合大样品的测试
·测量范围:150mm×150mm
·360O旋转工作台
·带彩色摄像机(测量前可自动识别特征区域)
1355/ 2027/ 062 云
产品特性:
1,采用白光共聚焦色差技术,可获得纳米级的分辨率
2,测量具有非破坏性,测量速度快,精确度高
3,测量范围广,可测透明、金属材料,半透明、高漫反射,低反射率、抛光、粗糙材料(金属、玻璃、木头、合成材料、光学材料、塑料、涂层、涂料、漆、纸、皮肤、头发、牙齿…);
4,尤其适合测量高坡度高曲折度的材料表面
5,不受样品反射率的影响
6,不受环境光的影响
7,测量简单,样品无需特殊处理
8,Z方向,测量范围大:为27mm
主要技术参数:
1,扫描范围:150mm×150mm(最大可选600mm*600mm)
2,扫描步长:0.1μm
3,扫描速度:20mm/s
4, Z方向测量范围:27mm
4, Z方向测量分辨率:2nm
产品应用:
MEMS、半导体材料、太阳能电池、医疗工程、制药、生物材料,光学元件、陶瓷和先进材料的研发。
表面粗糙度检测方法

隐微镜
比较法
Ra
将被测表面与表面细糙度比较样块靠拢正在所有,用比较隐微镜瞅察二者被搁大的表面,以样块处事里上的细糙度为尺度,瞅察比较被测表面是可达到相映样块的表面细糙度;进而判决被测表面细糙度是可切合确定.此要领不克不迭测出细糙度参数值
3
电动
表面仪
比较法
Ra:
0.025~6.3
Rz:
0.1~25
电动表面仪系触针式仪器.丈量时仪器触针尖端正在被测表面上笔直于加工纹理目标的截里上,搞火仄移动丈量,从指示仪容直交得出一个丈量路程Ra值.那是Ra值丈量最时常使用的要领.大概者用仪器的记录拆置,描画细糙度表面直线的搁大图,再估计Ra大概Rz值.此类仪器适用正在计量室.但是便携式电动表面仪可正在死产现场使用
序号
考验要领
适用参数及
范畴(μm)
证明
1
样块
比较法
直交目测:
Ra>2.5;
用搁大镜:
Ra>上的细糙度为尺度,用视觉法大概触觉法与被测表面举止比较,以判决被测表面是可切合确定;
用样块举止比较考验时,样块战被测表面的材量、加工要领应尽大概普遍;
样块比较法简朴易止,切合正在死产现场使用
若用细糙度比较样块比较法不克不迭搞出判决,应采与仪器测厨:
①对于不匀称表面,正在最有大概出现细糙度参数极限值的部位上举止丈量;
②对于表面细糙度匀称的表面,应正在几个均布位子上分别丈量,起码丈量3次;
③当给定表面细糙度参数上限大概下限时,应正在表面细糙度参数大概出现最大值大概最小值处丈量;
④表面细糙度参数证明是最大值的央供时,常常正在表面大概出现最大值(如有一个可睹的深槽)处,起码丈量3次;
4
光切
表面粗糙度的检测方法

表面粗糙度的检测方法
表面粗糙度的检测是通过测量表面的微观形状和轮廓来评估表面质量的过程。
有多种方法可以用于表面粗糙度的检测,其中一些常见的方法包括:
表面轮廓仪(Surface Profilometer):表面轮廓仪是一种用于测量物体表面轮廓的设备。
它通过沿表面滑动或扫描,利用探测器检测高度变化,并生成相应的高度剖面图。
通过分析这些剖面图,可以得出表面的粗糙度参数。
激光干涉仪(Laser Interferometer):激光干涉仪利用激光光束的干涉效应来测量表面的高度变化。
这种方法对于高精度的表面粗糙度测量很有效,可以提供亚微米级别的分辨率。
原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM):AFM是一种在原子尺度上测量表面形状和粗糙度的工具。
它使用微小的探针扫描样品表面,通过探测器的运动来生成高分辨率的表面图像。
表面粗糙度仪(Surface Roughness Tester):这是一种专门用于测量表面粗糙度的便携式仪器。
通常采用钻头或球形探头,测量表面在垂直方向的高低变化,并输出相应的粗糙度参数,如Ra、Rz等。
光学显微镜:在一些情况下,使用光学显微镜可以对表面进行观察和评估。
虽然其分辨率较低,但对于一些较大尺度的粗糙度评估仍然有效。
在选择适当的检测方法时,需要考虑表面的特性、粗糙度范围和检测精度的要求。
根据具体的应用场景,可以选择最合适的工具和技术。
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6 Morgan, Ste156, Irvine CA 92618 · P: 949.461.9292 · F: 949.461.9232 · Today's standard for tomorrow's materials. © 2014 NANOVEAProcessed Leather Surface FinishUsing 3D ProfilometryPrepared byCraig LeisingINTRO:Once the tanning process of a leather hide is complete the leather surface can undergo several finishing processes for a variety of looks and touch. These mechanical processes can include stretching, buffing, sanding, embossing, coating etc. Dependent upon the end use of the leather some may require a more precise, controlled and repeatable processing.IMPORTANCE OF PROFILOMETRY INSPECTION FOR R&D AND QUALITY CONTROL Because of the large variation possible, and unreliability of visual inspection, the surface finish of leather should be properly inspected for quality control. Understanding surface features can lead to the best selection surface finish and control measures. To insure the quality control of such parameters, inspection will heavily rely upon quantifiable, reproducible and reliable information. The Nanovea 3D Non-Contact Profilometers utilize chromatic confocal technology with unmatched capability to measure finished leather. Where other techniques fail to provide reliable data, due to probe contact, surface variation, angle, absorption or reflectivity, Nanovea Profilometers succeed.MEASUREMENT OBJECTIVEIn this application, the Nanovea ST400 is used to measure and compare the surface finish of 2 different but closely processed leather samples. Several surface parameters will be automatically calculated from the surface profile. Here we will focus on surface roughness, dimple depth, dimple pitch and dimple diameter for comparative evaluation.MEASUREMENT PRINCIPLE:The axial chromatism technique uses a white light source, where light passes through an objective lens with a high degree of chromatic aberration. The refractive index of the objective lens will vary in relation to the wavelength of the light. In effect, each separate wavelength of the incident white light will re-focus at a different distance from the lens (different height). When the measured sample is within the range of possible heights, a single monochromatic point will be focalized to form the image. Due to the confocal configuration of the system, only the focused wavelength will pass through the spatial filter with high efficiency, thus causing all other wavelengths to be out of focus. The spectral analysis is done using a diffraction grating. This technique deviates each wavelength at a different position, intercepting a line of CCD, which in turn indicates the position of the maximum intensity and allows direct correspondence to the Z height position.Unlike the errors caused by probe contact or the manipulative Interferometry technique, White light Axial Chromatism technology measures height directly from the detection of the wavelength that hits the surface of the sample in focus. It is a direct measurement with no mathematical software manipulation. This provides unmatched accuracy on the surface measured because a data point is either measured accurately without software interpretation or not at all. The software completes the unmeasured point but the user is fully aware of it and can have confidence that there are no hidden artifacts created by software guessing. Nanovea optical pens have zero influence from sample reflectivity or absorption. Variations require no sample preparation and have advanced ability to measure high surface angles. Capable of large Z measurement ranges. Measure any material: transparent or opaque, specular or diffusive, polished or rough.RESULTS:Sample 13D Profile of Sample 12D False Color of Sample 1Sample 23D Profile of Sample 22D False Color of Sample 2DEPTH COMPARITIVESample 1Sample 2Randomly distributed depths for each sample, larger number of deep dimples seen in Sample 1. PITCH COMPARITIVESample 1Sample 2Pitch between dimples on Sample 1 is slightly smaller than Sample 2, but both have a similar distribution.MEAN DIAMETER COMPARITIVESample 1Sample 2Similar distributions of mean diameter of dimples, with Sample 1 showing slightly smaller mean diameters on average.CONCLUSION:In this application, we have shown how the Nanovea ST400 3D Profilometer can precisely characterize the surface finish of processed leather. (*Note, many other measurements could have also been made besides those shown here) By looking at the four highlighted parameters surface roughness, dimple depth, dimple pitch and dimple diameter, we can easily quantify differences between the finish and quality of the two samples that may not be obvious by visual inspection. Overall there is not a large difference in the visual appearance of the 3D scans between Sample 1 and Sample 2, however from the statistical analysis it can be shown that Sample 1 does have more deep valleys that are closer together, with smaller diameters than seen on average in Sample 2.Special areas of interest could have been further analyzed with integrated AFM or Microscope module. Nanovea 3D Profilometers speeds range from 20mm/s to 1m/s for laboratory or research to the needs of hi-speed inspection; can be built with custom size, speeds, scanning capabilities, Class 1 Clean R oom compliance, with Indexing Conveyor and for Inline or online Integration.Learn more about the Nanovea Profilometer or Lab Services。