测量光幕

仪器简介：DSR100系列探测器光谱响应度测量系统，是适应不断增长的材料科学对检测设备的需求而诞生的。它结合了北京卓立汉光仪器有限公司给多家科研单位定制的探测器光谱响应测量系统的特点和经验，采用国家标准计量方法进行测试，是光电探测器、器件、光电转换材料科研和检验的必备工具。技术参数：型号 DSR100UV-A DSR100UV-B DSR100IR-A DSR100IR-B波长范围 200~2500nm 1~14&mu m测试光斑\光斑模式 均匀平行光斑 汇聚光斑 均匀平行光斑 汇聚光斑尺寸 Ф2~20mm Ф0.3~3mm Ф2~20mm Ф0.3~3mm 光源 光源 氘灯/溴钨灯复合光源 溴钨灯/碳化硅复合光源光强稳定性 &le 0.8% &le 2%光源切换方式 软件自动切换 软件自动切换三光栅单色仪 光 谱分辨率 ＜0.1nm（435.8nm@1200g/mm光栅） ＜2.5nm (2615nm@75g/mm光栅)扫描间隔 最小可至0.005nm输出波长带宽 ＜5nm ＜10nm多级光谱滤除装置 根据波长自动选择滤光片，消除多级光谱杂散光 　光调制频率 4~400Hz数据采集装置灵敏度 锁相放大器 2nV；直流数据采集可选标准探测器 标准硅探测器 （标定200~1100nm） 标准热释电探测器（标定1~14mm）光谱响应度测量重复性* &le ± 1.5% &le ± 5%光路中心高 305mm仪器尺寸 1500mm× 1200mm× 560mm控制机柜 标准4U控制柜，含计算机主要特点：◆ 宽光谱范围（200~2500nm或1~14&mu m可选），适用面广宽光谱范围意味着适用于各种不同样品，如响应在日盲区的深紫外探测器、响应在可见光的太阳能电池、响应在近红外的光纤传感器、响应在中远红外的红外光电传感器，都可以在DSR100上测量光谱响应度。◆ 开机即用的Turnkey系统设计，维护简单系统采用替代法的测量原理，设计成开机即用的turnkey模式，用户不需要在实验前对系统进行复杂的调试，日常维护也十分简单。◆ 调制法测量技术，提升测量结果信噪比DSR100系统采用调制法测量技术。调制法是目前国家计量单位采用的标准方法，通过选频放大的技术，可以大幅度抑制杂散光或环境噪声对测量精度带来的负面影响。DSR100系统针对弱信号采集专门设计了独特的前置放大电路，同时采用高性能的锁相放大器进行调制法测量。锁相放大器测量灵敏度达到2nV，动态范围达到100dB。通过提高测量灵敏度并且抑制噪声，DSR100系统可以从背景噪声中提取非常微弱的光电探测器响应信号。◆ 全反射光路设计，优化光斑质量由于各种光电探测器的光谱响应范围不同，因此好的探测器光谱响应度测量系统应该是宽光谱范围的，这样才能具备较强的通用性。在宽光谱范围的光学设计中，采用反射式的光路设计要比透射式得到更高品质的光束质量和均匀光斑。在透射式的光学系统中，影响光束质量和光斑品质的重要因素是色差，色差源自于不同波长的单色光在光学材料中的折射率不同，波长范围越宽，色差越明显。而在反射式的光学系统中，由于根本不涉及折射，所以不存在色差的问题。因此采用反射式光路，成像质量大大优于透射式光路，从而可以得到更高均匀度的平行光斑，或者更小尺寸的汇聚光斑。◆ 高稳定性光源，降低背景噪声影响尽管采用调制法可以降低系统杂散光和背景噪声对测量的影响，但光源本身的波动依然无法消除。因此，在采用调制法的系统中，光源稳定性反而成为系统噪声的主要来源。DSR100采用高稳定性的光源来保证系统的高重复性。右图是典型的光源相对强度的稳定度测量数据。◆ 全自动测量流程1)自动化测量流程得到高重复性样品的重复定位精度很大程度上决定了测量重复性，电动平移台重复定位精度10um，远远高于手动样品定位2)自动化测量流程降低了操作人员的要求按软件文字提示即可正确操作系统进行测量，不需要对操作人员进行复杂的培训，特别适合工业客户做检测用3)自动化测量流程提高时间利用率系统在预设方案后即自动运行测量流程，可提高操作人员时间利用率◆ 大空间样品仓，四壁可拆卸，方便系统调试特别设计的四壁方便拆卸的样品仓，给实验人员足够大的空间进行样品安装和调试。同时，也能容纳一些特殊体积的探测器，比如液氮制冷的探测器、条纹变相管等。实验人员的可操作性大大增强。◆ 激光监视光路选项，CCD图像监控，可对极小面积的光电探测器进行精确定位◆ 标准测量软件，数据导出格式支持第三方软件DSR100系统的软件保存所有测试第一手原始数据，可供实验人员导出成txt、xls等常见格式的文档，以便后期分析处理。

一、前言作为物质存在的第四种状态的等离子体通常由电子、离子和处于基态以及各种激发态的原子、分子等中性粒子组成。等离子体中带电离子间库伦相互作用的长程特性，是带电粒子组分的运动状态对等离子体特性的影响起决定性作用，其中的电子是等离子体与电磁波作用过程中最重要的能量与动量传递粒子，因此，等离子体中最重要的基本物理参数是电子密度及其分布以及描述电子能量分布的函数以及相应的电子温度。而对于中高气压环境下产生的非热低温等离子体来说，等离子体中的主要组分是处于各种激发态的中性粒子，此时除了带电粒子外，中性粒子的分布和所处状态对等离子体电离过程和稳定性控制也起着非常重要的作用，尤其是各种长寿命亚稳态离子的激发。为了可以充分描述等离子体的状态，在实验上不仅要对带电粒子的分布和运动状态进行诊断，如电子温度、电子密度、电离温度等参数，还需要对等离子体中的中性粒子进行必要的实验测量，来获得有关物种的产生、能量分布以及各个激发态布居数分布等信息，如气体温度、转动温度、振动温度、激发温度等参数。基于这种要求，结合相关学科的各种技术形成了一个专门针对等离子体开展诊断研究的技术门类，如对等离子体中电子组分的诊断技术有朗缪尔探针法（Langmuir Probe），干涉度量法(Interferometer)，全息法(Holographic Method)，汤姆逊散射法(Thomason Scattering, TS)，发射光谱法(Optical Emmission Spectroscopy, OES)等，对离子组分的光谱诊断技术有光腔衰减震荡(Cavity Ring-Down Spectroscopy, CRDS)和发射光谱法(OES)，而对中性粒子的光谱诊断技术包括了吸收光谱法(Absorption Spectroscopy, AS)，发射光谱法(OES)，单光子或者双光子激光诱导荧光(Laser Induced Fluorescence, LIF)等。二、汤姆逊散射（Thomson Scattering）基于激光技术发展起来的汤姆逊散射诊断原本用于高温聚变等离子体的测量，借助激光技术和光电探测技术的突飞猛进，汤姆逊散射在近年也大量应用于低温等离子体的密度和电子温度的测量。汤姆逊散射具有空间分辨率高（局域测量），测量值稳定可靠等优点。测量的物理量：电子温度：下限0.1e密度：下限1019m-3.图1. 汤姆逊散射分析系统结构示意图2.1、激光束在等离子体中的束斑大小（束径DLP）激光束经过透镜聚焦，等离子体应该位于透镜的焦点，以达到激光束在等离子体中有最小的束径，最高的功率密度。DLP = f´ q其中f是聚焦透镜的焦距，q是激光束发散角，考虑各种综合因素，实际束径是上述公式的2倍左右。假设使用f=1000mm的聚焦透镜和q=0.5mrad的激光束，DLP大约是1mm。2.2、收集光学系统的光纤的像斑（fP）与等离子体中激光束径DLP的匹配为了有效的收集激光束上的散射光子，光纤的像斑fP应该完全覆盖激光的束径。理想情况是光纤的像斑与DLP尺寸完全相同，并且二者完全重合，这样激光的散射光最大，同时背景非散射光最小。但是考虑到实际的准直的难度，这样的理想条件在有限的资金投入下很难实现。建议fP是DLP的两倍，既能有效的收集散射光子，也能比较容易准直。如果DLP =1mm, fP =2mm是比较合适的。2.3、光纤的芯径、布局和光谱仪以及ICCD的选择汤姆逊散射谱线展宽与温度的关系如下：汤姆逊散射角度 Theta=90度；me是电子质量，c是光速，kB是玻尔兹曼常数，公式右边分母下面：是激光的波长 532nm；分子是谱线展宽，不过是1/e展宽因此汤姆逊散射光谱的半高宽△λ1/e（nm）与等离子体温度Te（ev）的关系可以简化为△λ1/e=1.487×Te1/2Te eV0.10.20.30.4124510△λ1/e nm0.470.530.810.941.492.102.973.324.70表1. 电子温度与汤姆逊散射谱半高宽对应值在光谱仪没有入射狭缝或者入射狭缝宽度超过光纤的芯径的情况下，光纤的芯径实际决定了谱仪的实际分辨率（仪器展宽）：△λof = fof ´ LSPfof是光纤的芯径，LSP是谱仪的倒线色散率。针对于此应用，可以考虑选择两款光谱仪，分别是：1、Zolix 北京卓立汉光仪器有限公司的Omni系列 750mm的谱仪，如果使用1200l/mm的光栅，LSP = 1nm/mm。测量电子温度的原则是仪器展宽应该与最低温度的展宽相当，才能有效的测量到最低温度。2、选用207（670mm焦距）光谱仪，在搭配1200l/mm光栅的情况下，LSP=1.24nm/mm，可以满足要求。同时可以考虑搭配1800l/mm光栅，这样的话可以兼容高电子温度和低电子温度的同时测量，以及同时兼顾高分辨和宽光谱。原则上，使用芯径400mm的光纤，△λof=0.4-0.48nm，完全符合0.1eV的测量要求。但是还是建议谱仪安装入射狭缝，靠狭缝来控制分辨率，不仅确保0.1 eV的测量要求，还能实现更低的温度测量。同时在调试阶段，靠狭缝来控制通光量，以免532nm的激光杂散光太强，对ICCD造成破坏。另一方面ICCD的尺寸决定了光纤的排布数量。光纤数量越多，对汤姆逊散射这种微弱光测量是越有利的。在信号很弱的时候，可以把几道合成一道使用，以增加信噪比，提高信号质量。因此在波长覆盖范围（CCD的横向尺寸）满足要求的情况下，ICCD的纵向尺寸应该尽量大一些，以便容纳更多的光纤。选用iStar 334T探测器，这款CCD的尺寸是13.3 ´ 13.3 mm，对焦距目前的光谱仪无论是Omni-750还是207在搭配1200l/mm光栅的情况下，波长覆盖范围是13nm左右，同时纵向13.3mm，容纳的光纤数量也更多，可以做更多的多道光谱。如果已有更大面阵的CCDsCMOS或高速相机，可以考虑使用Zolix 卓立汉光的IIM系列镜头耦合像增强模组与之配合，达到类似ICCD的功能和效果，同时获得更大的相机选取自由度；IIM 内部可以选择25mm 尺寸的增强器，1：1耦合到CCD, 可以获得更大的成像面，双层增强器也可以获得更高的增益；光纤的布局是一字型密集排布，在13mm的长度内，尽量的密布尽可能多的光纤。同时光纤应该严格排列在一条直线上，整排光纤的偏心距小于20mm。2.4、收集透镜的选择等离子体中心到透镜的距离L和光纤的芯径，及像斑决定了收集透镜的焦距。举例如下：如果像斑要求是fP =2mm，光纤芯径400mm, 则物像比是4，如果L=320mm, 则透镜的焦距就是320/4=80mm。同时如果观测的等离子体范围是50mm，那光纤一字排开的范围就是50mm/4=12.5mm。这个宽度和连接谱仪一侧的光纤束的尺寸很接近了，连接收集透镜一侧光纤也应该是密集排布，这样两端容纳的光纤数量就是匹配的。2.5、瑞利散射的滤除与使用瑞利散射信号通常也可以用来测试重粒子的相关信息比如中性原子。但是相比于瑞利散射法来说，作为弹性散射的汤姆逊散射法更多用于自由电子的测试。和离子与原子相比，由于自由电子的速度更快，质量更轻，因此具备更宽的光谱展宽。比较强的杂散光信号与更强的瑞利散射信号则可以通过例如布儒斯特窗、笼式结构或者黑丝挡板的方式滤除掉。图2 滤除瑞利散射的笼式结构示意光路因此在实际的测试过程中，如何合理地使用这些信号为等离子体诊断服务，则是另一个相关的话题。如图3[1]所示，为实际测试过程中得到的瑞利与汤姆逊散射信号如图4[2]所示，为实际测试过程中得到的滤除瑞利散射后的汤姆逊散射信号图3 包含瑞利散射与汤姆逊散射的实测信号图4 滤除瑞利散射后的汤姆逊信号2.6其他附属部件光电倍增管谱仪第二出射口配宽度可调的狭缝三维调整光学支架，用以调节镜头的方位和方向三、整体解决方案汇总推荐根据用户需求，一般推荐的配置如下：光谱仪：Zolix 北京卓立汉光仪器有限公司的Omni-500I 或750i光谱仪搭配1200l/mm和1800l/mm的全息光栅高光通量光谱仪，搭配120*140mm 或110*110mm 的大尺寸，高分辨率的1200l/mm光栅和1800l/mm光栅探测器：ICCD, 18mm 增强器，13*13mm 探测面；Zolix卓立汉光 公司的IIM-A系列 镜头耦合像增强模组，配合更大面阵的CCD或sCMOS相机， 18mm或25mm 的大面积增强器，灵活的CCD 相机选择； DG645数字延迟脉冲发生器：用于系统触发控制标准A光源，用于系统强度校准其他的配件：包括多道光纤，收集光路，可以后续一并考虑，先购买标准部件参考文献[1] Yong WANG, Cong LI, Jielin SHI, et al. Measurement of electron density and electron temperature of a cascaded arc plasma using laser Thomson scattering compared to an optical emission spectroscopic approach[J]. Plasma Sci. Technol. 19 (2017) 115403 (8pp) [2] Ma P, Su M, Cao S, et al. Influence of heating effect in Thomson scattering diagnosis of laser-produced plasmas in air[J]. Plasma Science and Technology, 2020.

测量光幕传感器是由安全光栅衍生出来的一种高精度，技术要求更高的光栅，也是一种特殊的光电传感器。测量光幕被广泛应用于各行业的非接触式测量及检测、自动控制、智能仓储、物流、工业机床安全领域，检测光幕系列产品包括训考厂、停车场、车辆超限检查（长宽高）、闸机、通道客流量检测、客车上下客人数检测等等；测量光幕系列产品在工业领域、消费领域等均应用于在线检测、精度纠偏、孔洞检测、边沿检测、中心定位、张力控制、零部件计数、在线检测、产品尺寸检测测量等等； 【PTM测量光幕】工作原理： 由发射器和接收器通电后，发射器发出的红外光直射到接收器形成光幕系统，目标物体放置（或运行）在形成的光幕系统里，将会阻挡一部分红外光线使其对应接收器不能接收到相对应的接收器件。测量光幕使用同步扫描来识别被挡光线，首先一个发射器通道发出光脉冲而对应的接收器同时来寻找该对应的脉冲，当找到后即完成一个通到的扫描，接着转向下一个通道直到所有的通道扫描完成即为一个扫描周期，而这个周期中记录着哪束通光，哪束光被遮挡，根据系统输出一个信号，配合控制器及其软件，实现监控定位和测量物体外形有尺寸的功能 高精度测量光幕，就选品拓，品质好，价格低，服务好。【PTM测量光幕】组成 PTM测量光幕主要是由发射器和接收器组成，通过两条电缆线连接发射器和接收器。 发射器：由若干发光组件组成，发射红外光线。 接收器：由若干接收组件组成，接收发射器发射的红外光线，与发射器的发射器件一一对应形成测量光幕，产生输出信号。 信号电缆：连接控制器和设备的控制单元，当光幕传输信号时，用以传输控制器或软件进行数据处理 ； 【PTM测量光幕】参数 最小被检测物体的尺寸为1.25mm 光轴间距：1.25mm,2.5mm,5mm,10mm,20mm,40mm,60mm,80mm(可定制) 测量高度：80mm-3500mm 对射距离：0-30000mm 3500mm-10000mm 工作电源：12/24VDC 功耗：15W 适用温度：-20℃~75℃ 环境湿度：RH≤95% 响应时间：20ms 绝缘电阴：100MΩ 介电强度：AC1500V/60s 抗光干扰：1000Lux (入射角≥5°) 【PTM测量光幕】信号输出方式 ※开关量输出：NPN输出、PNP输出、双路NPN输出、双路PNP输出； phfttc95188Ⅰ通过内置（或外置）调整开关或遥控器，可以设定遮挡不同数目的光束时，光幕才有信号输出； Ⅱ应用于孔洞检测时，光幕任意一束及以上光束通光时光幕才有信号输出； Ⅲ应用于八位二进制输出，遮挡不同数目的光束时，光幕按照八位二进制方式输出； Ⅳ应用于八位二进制输出，遮挡不同位置的光束时，光幕按照八位二进制方式进行遮挡位置输出； ※模拟量信号输出：4～20mA 或 1～5VDC，0-10VDC可接上位机或其它数据采集系统； ※通讯功能：具备 RS232 或 RS485通讯功能，采用标准 MODBUS协议与上位机进行通讯； Ⅰ主动发送方式：可输出zui高点，zui低点或者全点输出； Ⅱ问答式发送：指定地址码发送；可输出zui高点，zui低点或者全点输出； Ⅲ可根据客户协议来订制通讯协议； 品拓测量光幕_厂家直销_匠心品质_业内认可_值得信赖；【测量光幕】扫描方式： ※平行扫描方式（默认）；扫描所有光束即为一个扫描周期，发射器发出的红外光束与接收器的接收其间是一 一对应关系； ※交叉扫描方式（默认）：由平行扫描和倾斜光束组成交叉扫描，可提高有效区域检测精度； 【PTM测量光幕】的特点： ◆通过CE认证，安全防护4级 ◆规格型号齐全，安装方便，接线简单，操作方便 ◆响应速度快，单点响应时间最快0.1毫秒。 ◆高精度检测，可检测最小1.25mm的物体。 ◆抗电磁、光干扰能力强，可在严苛环境中可靠运行 ◆抗振性强，防水、防尘性能优越 ◆具有工作状态、接线、故障指示及辅助对光功能 ◆具有安全监控的双路PNP输出/双路NPN输出 ◆可选择2、3级级联光幕提供多面测量 ◆具备EDM、辅助输出功能 ◆外部测试、手动复位功能(可选) ◆固定、浮动屏蔽功能(可选) ◆可使用手持设备或上位机软件进行配置(可选) 【品拓PTM高精度测量光幕】品质保障 *PTM系列测量光幕通过CMA、CNAS认证。公司严格按照ISO9001质量管理体系执行，产品通过CE认证和欧盟四级安全谁。 *专业的工程师团队，跟据您的实际情况，提供专业的解决方案 *厂家直销，超高性价比，无中间商赚差价更有保障。 *质保2年，免费维护，承担产品质保期内由质量引起的返修、排除故障和维护义务。 *承担产品质保期内由质量引起的返修、排除故障和维护义务。对质量保证期中的设备，未达到要求的使用期限，因质量原因造成损坏或失效，在规定时间内无偿负责修理与更换，更换后的设备质保期（按合同要求执行）顺延。 【品拓测量光幕，您企业高效解决方案不可或缺的伙伴。更多测量光幕、测量光栅、红外线测量光幕、测量光幕传感器批发等更多关于产品应用案例及技术参数信息，可以和品拓陈经理联系：189 .9899. 0347】【测量光幕】应用案例尺寸测量：使用三套光幕分别测量物体的高度、长度和高度，并且将数据发送到后台程序来计算物体的体积，主要应用在快递、物流分拣行业。 轮胎分类检测：通过采用两套光幕来测量轮胎的内外直径传送到后台，根据规格标准来判断轮胎输送到相对应的输送带上。孔洞检测：检测高速运行带材上冲孔的大小，孔洞的数量，孔洞缺少，判断孔洞是否合格。追踪孔洞的位置。喷涂控制：通过红外光的扫描得到目标物体的轮廓信息，传送给自动喷涂设备来控制需要喷涂的位置。