美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪
表面三维形貌非接触测量的现状
表面三维形貌非接触测量的现状近年来，随着三维数字化技术的突飞猛进，非接触式三维形貌测量也逐渐成为了研究的热点。
其不仅可以提高测量效率、增强测量准确性，还能够充分保护被测物体的表面完整性，避免硬接触带来的破坏。
因此，在生产制造、医疗、文化保护等领域都得到了广泛应用。
目前，非接触式三维形貌测量技术已经有了多种方法，例如：光学测量、激光扫描和结构光测量等。
其中，激光扫描技术是最常用的一种方法。
它的原理是利用激光束在被测物体表面进行扫描，通过收集反射光或散射光进行三维形貌的测量。
这种方法可以在几毫秒内完成对物体表面的扫描，其测量精度达到了数十微米，同时也具备了高速、高效、高精度等优点。
另外，结构光测量也是一种常用的表面三维形貌非接触测量技术。
它的原理是投射光源这一结构图案到被测物体表面，在投射的过程中通过对图案失真的分析，对被测物体表面的形貌进行测量。
与激光扫描技术相比，结构光测量虽然精度相对较低，但其适用于测量范围广泛，包括具有透明、反射等特性的物体。
除此之外，非接触式三维形貌测量技术还应用了光电子器件，如数字相机、CCD相机等，收集物体表面反射的光信号，并通过图像处理技术分析出物体表面的三维形貌。
这种方法不仅可以在较低成本的情况下实现三维形貌测量，而且还可以在人体和生物组织等非金属物体上进行测量。
总的来说，目前表面三维形貌非接触测量技术在多个领域都得到了广泛应用。
在以后的研究中，我们需要通过实验进一步改进技术，提高测量精度和速度，以便更好地适应不同领域的应用需求。
此外，非接触式三维形貌测量技术在制造业中的应用也是非常广泛的。
例如，在零部件加工过程中，这种技术可以非常精确地测量零件的形状和几何参数，从而保证零件的精度和质量。
在金属材料表面的质量检测中，非接触式三维形貌测量技术可以检测表面缺陷，例如凹陷或凸起，从而防止产品的失效或受损。
在文化遗产保护领域，非接触式三维形貌测量技术也发挥了重要作用。
利用这种技术，专家可以对文物进行精确的三维形貌测量，并利用测量结果进行数字化保护和虚拟展示。
ViSIA皮肤检测仪
ViSIA皮肤检测仪－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－VISIA皮肤检测仪相信不少人听说过或做过VISIA皮肤检测，但是能正确解读VISIA大神的却不多，某些美容机构声称拥有VISIA，但对其检测结果的解释漏洞百出甚至胡编乱造，这些机构或者使用的是山寨“魔镜”、或者操作人员是既没有皮肤专科背景又未接受系统培训的美导、“美容咨询师”（提醒患者检测前请认清设备VISIA、认清所谓“医生”的资质！）。
为此，有必要给大家做做VISIA科普。
VISIA是美国Canfield公司的一个拳头产品，也是唯一能对皮肤的生理学、病理学特征进行定量分析的仪器（国内山寨的也不少，至于检测效果如何相信大家心里有数），VISIA的神奇之处在于它能通过超高清（1200万像素）的摄像头，白光、紫外光、偏振光成像，不仅能将暴露在皮肤表面的问题一扫无遗，还能将脸部深层部位的潜在问题直观地反映出来，如斑点、毛孔、皱纹、卟啉、色斑、光老化情况、皮肤饱满度、皮下血管和色素性病变等，VISIA“大神”只需一遍遍扫描分析，你的“肌密”就能一一破解！做VISIA皮肤检测之前会有一些小细节需要注意，比如尽量素颜，带妆的或涂了防晒的需先做皮肤清洁，因为皮肤附带的粉体、灰尘很容易盖住真实的皮肤，诱导VISIA误判（VISIA 再智能也只是台仪器而已）。
皮肤状态里头还有“刚化妆”的选项，如果不方便卸妆，操作人员选择相应的皮肤状态，确保合理的检测评分。
检测前要求输入个人信息，如姓名年龄等，很多人不明白为什么非要精准到出生年月日，这是因为美国佬在推出这个系统时，内置庞大的数据库，将同种族、同龄、同肤型的人群进行比对，VISIA检测结果当中的百分比也就是根据这个进行对比的，所以，在VISIA面前，要诚实不隐瞒真实年龄。
接下来，根据操作人员的提示，将下巴和额头放在校准器里，闭眼不动，拍摄左、中、右三个角度，整个拍摄过程轻松完成！VISIA系统检测结果解读1、斑点利用标准白光拍摄，指的是肉眼可见、皮肤表面的斑点或表皮其它色素沉淀，如晒斑、雀斑，痘痘、痘印、痣也会被归纳在内，所有这些问题都会被一个个圈起来，圈圈越多，表皮呈现的色素问题越多！生活中各种化妆品，包括美白产品针对的就是它们。
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。
10.1三维非接触式形貌测量方法简介
工程振动测试技术非接触式测量方法是目前发展较快的一种方法，在以下几种情况下，需要采用非接触式测量方法：01 对附加质量比较敏感，传感器的质量对测量结果影响大，如各种轻薄结构；02 直接接触会对试件产生损毁，如各种文物等；03 在恶劣条件下不能接触，如高温高压的试件；04 接触会改变整个系统，如液体表面等。
三维非接触式形貌测量1.电磁学2.声学3.光学根据测量原理的不同，可分为三类，是各学科的相互交叉和相互渗透的结果。
光学方法可依照光源扫描方法的不同分为点扫描、线扫描和全场扫描。
从被测物的运动状态出发，可分为动态测量和静态测量等。
三维非接触式形貌测量1.电磁学2.声学3.光学根据测量原理的不同，可分为三类，是各学科的相互交叉和相互渗透的结果。
光学方法可依照光源扫描方法的不同分为点扫描、线扫描和全场扫描。
从被测物的运动状态出发，可分为动态测量和静态测量等。
3.光学主动式光学三维测量相位测量轮廓法空间相位检测法调制度测量轮廓法飞行时间法主动三角法莫尔云纹法傅立叶变换轮廓法主动式光学三维测量相位测量轮廓法空间相位检测法调制度测量轮廓法飞行时间法主动三角法莫尔云纹法傅立叶变换轮廓法阴影云纹法将一平行光栅置于物体表面，并用一束与光栅表面法线夹角为γ的光线照射，设观测方向与光栅表面法线夹角为φ，如图所示。
在远处观测，从P点入射的光线（假想P点为光栅透光量最大点），由物体表面反射，为观测者所接受，则形成亮点，一系列这样的亮点形成了亮条纹。
它们必然满足以下的几何关系：在远处观测，从P点入射的光线（假想P 点为光栅透光量最大点），由物体表面反射，为观测者所接受，则形成亮点，一系列这样的亮点形成了亮条纹。
它们必然满足以下的几何关系：ϕγtan tan +=na w 式中w 即为物体上的p’点的高度该方法测量精度较低，同时由于制作大面积的光栅很困难，所以阴影云纹法只适用于小范围的测量。
投影云纹法将一光栅投射到物体表面，用摄像机记录下由于物体表面不平而引起变形的栅线，再与未变形的栅线叠加，产生几何干涉云纹条纹图，分析云纹图就可以得到物体表面的等高线分布图。
美国zeta泽塔公司三维立体显微镜轮廓仪资料
0.5x 100mm x 100mm XY 驱动范围 30mm 纵向驱动范围 1024x768像素， 1/3英寸 CCD
计算机控制系统
CPU： 内存： 硬盘： 显示器：
英特尔® 酷睿2 双核处理器 3GB 320GB 22英寸宽屏 LCD（1680x1050像素）
LED PSS 尺寸 & 间距
太阳能栅线轮廓
载物台选择
Zeta 20 标准机座:
12英寸 × 9英寸。面板上 1英寸间距 1/4-20 螺纹的 小孔阵列可用来安装不同的 载物台
旋转式载物台：
360度旋转范围， 用于样品定向。
手动载物台:
100mm x 100mm XY驱动范围，多用途。 。
倾斜式载物台：
+/- 60度倾斜角调 整范围
提高检测效率的选项
大视场三维成像；高纵横比深 槽的测量；透明样品内多层结 构的探测。
Precision Polishing
钻石抛光垫等极粗糙表面的 成像和测量
系统技术参数
光学参数
Z轴分辨率 数值孔经（NA） XY轴分辨率 1 视场 2 视场 Z轴测量精确度 Z轴测量重复性
5x 5.90 0.15 2.20 1920x1440 5029x3771 3 ±2.5% 10x 1.50 0.30 1.10 960x720 2514x1886
3
数码相机 耦合镜
20x 0.50 0.45 0.75 480x360 1257x943 50x 0.10 0.80 0.42 192x144 503x377 100x 0.07 0.90 0.40 96x72 251x189
Z 轴驱动 核心光学组件
优于1.5% (1σ/平均值 )
XY 载物台
NanoFocus三维表面形貌轮廓测量仪(共聚焦显微镜)运用于汽车材料检测、气缸内壁检测、钢板表面涂层检测
德国NanoFocus µsurf cylinder汽缸表面无损检测系统是世界上唯一的一款专为测量汽缸内壁设计的非接触式三维表面测量仪，并拥有超高光学分辨率和最全面广泛的三维表面形貌分析能力，被世界顶级的汽车厂商所应用。
下面为部分实际检测数据图。
汽车制造
曲柄轴
轴承
薄钢板
汽车外观检测
巴斯夫（BASF）作为NanoFocus合作用户，其研发的车身涂料检测，NanoFocus为其高品质产品带来简便
快捷且无任何破坏性的。
汽车制造未加工的和镀层的钢板
NanoFocus mobile（便携式三维形貌轮廓测量），基于其轻巧结构，方便携带至工厂、车间、实验室等几
乎任何地方检测，且受到周围环境影响微乎其微。
发动机气缸缸壁分析
国内应用厂商目前有上海大众，成都一汽，美捷特，中科院等汽车研究、应用方向众多客户。
缸壁磨损
德国NanoFocus 三维轮廓形貌测量仪（共聚焦显微镜）表面无损检测系统是世界上唯一的一款专为测量汽缸内壁设计的非接触式三维表面测量仪，并拥有超高光学分辨率和最全面广泛的三维表面形貌分析能力，被世界顶级的汽车厂商所应用。
美国NANOVEA公司的三维非接触式表面形貌仪资料
四、产品技术优势
1．采用国际最前端的白光轴向色像差技术，可获得最小2nm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…；
6、具有精确定位功能，可以从已经扫描的区域中重新精确扫描任意特定区域。
6.2专业3D
分析软件功能：
1、创建2D，3D图像；
2、自动得到样品的线粗糙度参数（Ra,Rp,Rv,Rz,Rc,Rt,Rq,Rsk,Rku），面粗糙度（Sa,Sp,Sq,Sv,Sz,Ssk,Sku），平整度，波纹度等参数；
3、自动校准功能，例如粗糙度，一般情况下对于曲面样品，首先展平，然后自动给出粗糙度的参数；
六、测试软件：
NANOVEA软件包含两个软件：NANOVEA 3D数据采集软件与专业的3D分析软件。
6.1 3D
数据采集软件功能：
1、可采集每一个测量点的XYZ三维坐标；
2、线扫描与面扫描两种模式可供选择；
3、可设置测量范围、测量步长、扫描速度等参数；
4、实时显示测量所需时间；
5、实时显示样品的2D图像与3D图像
·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。
纳米三坐标测量仪(轮廓仪、形貌仪)
球形探头测量样品孔径及结果
- 3D Nanofinger 4 -
z 用户可以根据需要灵活设置测量方法，可以进行大面积精确测量，也可以先进行大面积低精测
量，然后对特定感兴趣的区域进行高精测量，以节省时间。 z 整个过程非接触的，间距可以保持在可以设定为几个纳米。适合各种固态样品测量，对材料性
质没有特别要求和限制。 z 布局灵活，根据用户测试要求组成合适的系统。平台可以任意组合，探头也以改变安装方向。
- 3D Nanofinger 5 -
下图显示的是用 3D Nanofinger 测量一条已标定为 90°的 V 型槽。
经测量两条线形成的夹角为： f1(x)= -1.00499*X + 3595842.866803 f2(x)= 0.994323*X + 4632506.155209 测量角度为：90.022°
Ra
6,010 nm
5,882 nm
-128 nm
Rz
23,700 nm
23,218 nm
-482 nm
5．在狭窄的结构中进行扫描测量
以下测量的是玻璃光导上的 V 型沟槽。下图为整个 V 型沟槽阵列的总览。
- 3D Nanofinger 7 -
单个 V 型沟槽的扫描图像
该沟槽 3D 形貌图
目前还没有其他一种测量方法可以测量这种深沟槽结构。以下为其他两种光学方法的测量结果。
针尖：
3D NanoFinger 的针尖架可装不同微探针。针尖的种类多样，从尖锐的线针尖（针尖尖端半径可 达 50nm 的）到球型头各异，用户可根据检测目的和应用范围不同进行选择。
通常细线状针尖可以深入到大深宽比微结构的内部，以纳米精度测量表面的粗糙度、轮廓、尺 寸甚至整个区域的 3D 图像。而具有确定直径的球头主要用来测量样品的尺寸。
最新VISIA皮肤检测仪仪器介绍
VISIA皮肤检测仪仪器简介VISIA皮肤检测仪目前是唯一能对皮肤的病理学特征进行定量分析的仪器。
Proter&Gamble两大国际权威皮肤资料库提供支持，大量临床一手数据在问题肌肤的诊疗方面实现国际化转轨，更具权威性和专业性。
VISIA皮肤问题检测仪不仅可以检测已经暴露在肌肤表面的问题，还能够通过定量分析将隐藏在皮肤基底层的问题也直观展示在您面前，让您能够有充分的时间将这些问题扑灭在萌芽状态，该仪器可以一次检测六大肌肤健康指数。
VISIA皮肤检测仪的作用原理VISIA皮肤检测仪目前是唯一能对皮肤的病理学特征进行定量分析的仪器。
VISIA皮肤检测仪运用先进的光学成像，RBX和软件科技，即时测出和分析表皮的斑点、毛孔、皱纹和皮肤纹理，以及由于紫外线照射而产生的皮下血管和色素性病变，如卟啉(油脂)、褐色斑、红斑等，并揭示了由它们而引起的如黄褐斑、痤疮、酒渣鼻和蛛蛛状静脉瘤等潜在危险。
进而让皮肤科医生针对皮肤问题设计出最合适的治疗方案。
VISIA皮肤检测仪不仅可以检测已经暴露在肌肤表面的问题，还能够通过定量分析将隐藏在皮肤基底层的问题也直观展示在您面前，让您能够有充分的时间将这些问题扑灭在萌芽状态。
Visia为医学和皮肤护理专业人士提供了：1、开发更加精确的治疗方案;2、更加便于交流的强有力的直观沟通工具;3、持续有效的跟踪治疗结果和进展;4、visia病理分析系统拥有捕捉和分析面部图像的软件。
visia病理分析系统的主要功能：1、皮肤特征的定量分析：色沉点、毛孔、肤色均匀度、皱纹、UV反光点的检测分析;2、针对皮肤条件进行分组：针对相同年龄的其他个人的皮肤类型来比较此女性病人的皮肤特征3、循环面部摄影：保证在规范的照明下图像在次点与内置确定位置之间的能循环摄影4、多光谱的成像：使用标准和uv 摄影记录并且测量表面和表面下的皮肤状态5、定性报告：为病人提供更加容易理解的定性分析报告，并包括治理皮肤病变的建议6、拥有Mirror医学成像软件：Mirror的优势在于反映出visia图像之外的更多的问题7、操作记录：在保存顾客数据和治疗计划的前期，提高更加有效的治疗建议8、小型放大镜工具：针对特定皮肤的特征拉近镜头和放大图像，进行选择性的测试9、多种数据库选择：按照病人的需要组织提供如内科或其它学科医生进行临床研究10、图像输出：轻松从visia到ms的图像传送，提供更多使用和表达时所需要的数据和计划11、使用便捷的接口：visia独具魅力的感应接口使操作人员操作更加迅速适应症：色斑、毛孔情况、肌肤细纹、肤色均匀度、面部感染度和皮肤基底层的紫外斑等。
三维共聚焦表面形貌仪PhaseShiftMicroXAM-3D
3 Dimensional Confocal Microscope Phase Shift MicroXAM-3D 用于测量表面粗糙度、精加工表面纹理，测量范围从高度抛光的光学件直至粗糙表面；如：扎制的钢材、塑料、纸张、陶瓷和硅晶片等。
备有光学显微镜及不同目镜；高分辨率的摄像机可自动调焦测出752×480个数据点。
使用光学干涉法进行定量测量，可采用目视和共焦两种模式操作。
使用所提供的绘图和分析软件，可获得优化表面纹理图像，并生成三维干涉断面图。
MicroXAM-3D can measure the surface profile and surface roughness of polished optical elements and rough metal surfaces, such as the milled steel, plastics, ceramics and the silicon disks. The surface patterns and the 3D interference cross section figures can be acquired by the provided graphic and analysis tools. The optical interference method is used to achieve quantitative measurement, visual and confocal modes are both provided.Optical microscope and different eyepieces are provided.752×480 data can be acquired by automatic focusing in high precision camera.分辨率752×480像素（可选1K×1K）XYZ行程100mm×100mm×100mmRMS重复精度1nm垂直扫描范围30um 100um 5mm10mm垂直扫描分辨率最小可到0.01nm数据采集速度标准型：2.1um/sec.侧向分辨率0.11-8.8um视场范围8mm×10mm-0.084mm×0.063mm校正精度<<0.1%反射率要求1%—100%预约电话：６２７８３３６５。
美国zeta泽塔公司三维立体显微镜轮廓仪资料
Zeta 仪器
自动三维测量系统 ‧ 自动多点、多配方测量样品 ‧ 200毫米x200毫米XY轴驱动范围 ‧ 粗糙表面成像与分析 ‧ 金属栅线形状与尺寸测量 ‧ 防反射膜及光刻胶厚度分析 ‧ 真空吸盘保证样品定位一致 ‧ 本色三维成像 ‧ 台阶高度，线与面粗糙度 角度及尺寸测量
Zeta 200
Zeta 仪器公司
超光滑表面粗糙度测量
Nomarski (DIC) 光学组件及配套软件
‧ 可对粗糙度极低的表面纹理作三维成像 ‧ Zeta 配套软件可从三维图像中推算出表面粗糙度 ‧ 可对亚微米尺寸的形貌特征作定量分析 ‧ 可将 Zeta 光学仪器的纵向分辨率提高到 0-20nm 范围内 ‧ 选购“Nomarski 就绪＂的 Zeta 机型，则上述功 能可以在用户端作现场升级
产品功能或参数如有变动恕不另行通知。
1/3英寸 CCD 相机，0.5x耦合镜 2/3英寸 CCD 相机，0.35x耦合镜 3 静态重复性和精确度是基于对 VLSI 8 微米标准台阶高度的测量 （使用100X/0.9NA 物镜）
数码相机 耦合镜 Z 轴驱动 核心光学组件
XY 载物台
控 控制电路 与传动装置 与
产品尺寸 产
显 显微镜 : 510 x 610 x 530mm 计算机 计 : 381 x 457 x 102mm 显示器 显 : 510 x 127 x 407mm 总重量 总 : 68 kg 太阳能栅线轮廓 多点扫描
操作环境
电压: 100 - 230 VAC 电流: 4A 操作温度: 18 - 30oC, 非冷凝, ± 1oC 每小时
系统选项和升级 薄膜厚度测量
可见光反射频谱仪
‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ 可测 30nm 到 10μm 之间的薄膜厚度 频谱范围：430nm – 750nm 频谱分辨率：1nm 提供超过200多种材料的n&k值 在薄膜厚度已知的条件下，计算薄膜材料 n&k 值 可测量太阳能硅片绒面上氮化硅膜厚度 本色图像可提供样品待测区域的重要信息 ຫໍສະໝຸດ 光学镜头自动识别传感器：当用
便携式三维形貌仪的功能特性
便携式三维形貌仪的功能特性在科技不断发展的今天，三维形貌检测仪被广泛地应用于各个领域中。
通过它们的帮助，我们可以对物体的表面进行非常精细的检测和分析。
而其中最引人注目的就是便携式三维形貌仪，它不论在外观还是功能上都经过了精心的设计与优化。
因此，本文将对便携式三维形貌仪的功能特性进行详细阐述。
1. 测量范围广便携式三维形貌仪具有广泛的测量范围，可以适用于许多不同类型的物体。
其测量范围可以覆盖从微型零件到大型工件等不同尺寸范围。
如此广泛的测量范围为用户带来了极大的便利，可以应用于多个行业中的自动化生产线、3D打印、等等。
2. 高精度的测量结果除了广泛的测量范围之外，该仪器的精度也是非常高的。
它可以提供高精度的测量结果，可以对物体进行细微的测量和分析。
因此，可以帮助用户更加准确地了解物体的表面形貌和结构，为后续优化工作提供数据支持。
而这种高精度的测量结果也意味着该仪器能够满足各种复杂的检测任务。
3. 简单易用的操作方式尽管该仪器的功能和性能非常强大，但其操作却非常简单易用。
凭借其用户友好的设计，用户可以轻松地使用该仪器进行3D形貌检测，并且不需要具有专业的技能或知识。
因此，即使是一个不熟悉该仪器的人也可以快速上手，为工作节省时间和成本。
4. 便捷携带与其他型号不同，便携式三维形貌仪具有便利的携带方式。
它的设计非常简洁，重量轻盈，用户可以轻松地将其航空托运或背负在肩上进行移动。
因此，用户可以将该仪器带到需要检测的场所，而不必担心航空运输或搬运等问题。
5. 自动化测量便携式三维形貌仪还具有自动化测量的功能。
借助于这个功能，该仪器可以快速地完成物体的测量和分析，提高工作效率。
在自动化测量过程中，用户无需人工干预，只需等待结果即可。
在高速生产中，自动化测量可以大量减少人力成本并提高效率。
6. 良好的稳定性便携式三维形貌仪还具有良好的稳定性。
它拥有先进的结构设计和材料使用，可以保证在实际使用过程中具有较高的机械稳定性和错误检测率。
非接触式三维数字化检测研究现状及关键技术探讨
非接触式三维数字化检测技术研究现状与关键技术问题探讨（广东工业大学机电工程学院广州510006）摘要：本文首先分析和对比接触式与非接触式三维数字化检测技术的优缺点，指出非接触式三维数字化检测技术是未来三维检测的发展方向。
然后，简要介绍国内外非接触式三维数字化检测技术的研究现状，着重介绍非接触式三维数字化检测尤其是视觉检测方法，并深入探讨其存在的关键技术问题。
最后，总结全文。
关键词：非接触式检测研究现状视觉检测关键技术A state-of-the-art review of Non-contact 3-D DigitalDetection and Inquiry of the Key Technology ProblemMEI Qing YIN Sihua LIU Zhou LIU Zeyu YUAN Wenqiang（School of Electromechanical Engineering,Guangdong University of Technology, Guangzhou, 510006）Abstract:Firstly this paper makes an analasis and a comparison of the faults and adv- antages of contact and non-contact 3-D digital detection technology,points out that the non-contact 3-D digital detection technology is the development trent of future 3-D detection.Then we give a brief introduction of the art state of non-contact 3-D digital detection in domestic and overseas，place emphasis on the method for non-contact3-D digital detection particularly for optical detection ,and make a deep inquiry into its existing key technical issues.Finally the main points of this paper are summarized. Key words: non-contact detection art state optical detection key technique0 前言在现代制造业中，存在着大量的检测任务，如表面质量与缺陷检测、尺寸检测以及三维轮廓检测等[1]。
形貌仪的那些特点介绍
形貌仪的那些特点介绍形貌仪是一种常见的物理测试设备，在工业、医疗、环保等领域都有广泛应用。
它通过观测被测试物体的形貌、轮廓和表面特征，来判断其表面质量、精度等相关指标。
本文将就形貌仪的特点进行介绍。
精度高形貌仪采用的是光学成像技术，具备高分辨率、高精度等特点。
形貌仪将测试物体放置在测试台上，然后通过光线照射，将样品的形貌镶嵌在检测信号里，然后利用计算机算法来分析形貌，最后根据算法模型，提供测试结果。
由于光经定位，可以提供高精度的三维显影，因此形貌仪的精度远高于一般物理测试设备。
非接触式测试由于形貌仪采用了非接触式测试技术，不会对测试样品造成损伤或变形，同时也避免了测试样品污染或磨损的问题。
此外，非接触式测试还能够保证测试的准确性和可靠性。
因此，形貌仪不仅可以用于精密元件、测量薄膜、繁缕花加工技术中，还可以用于分析人类皮肤表面的纹理、成像分子等领域.测量参数多形貌仪还可用于多维形貌测量，在测试过程中可以获取众多数据。
主要的测量参数包括形貌、表面粗糙度、几何尺寸、轮廓、曲率等，还可以观测元件材料和样品之间等物性数据的连续性差异。
在初步测定测试领域内的物理现象、产生预测性建模方案以及制备和加工产品与元件时，这些参数可以提供非常有用的信息。
最终，这些信息对于测试时间和成本，以及材料选择和加工方案的最终偏差有着至关重要的作用。
操作简便与一些其他物理测试设备相比，形貌仪使用起来非常轻松，而且无需在操作过程中特别考虑操作员的技能。
这是由于通过自动化的计算机控制、自动对焦以及自动图像处理等技术来实现的，简单的操作界面使得使用者可以快速地获得测试数据，同时也提供了高度的精度和重复性。
在与插入该仪器的数据处理软件相配合时，能够保证容易得到正确的测试结果。
结论总的来说，形貌仪的特点在于其非接触式测试、精度高、测量参数多，同时还具有简便的操作界面，可以为国内外所在的繁琐领域提供常见的物理测试和研究数据。
此外，随着时代不断前进和技术发展，形貌仪所涉及的测试信息和测试应用也将愈发广泛，可能表现出更为出色的特点。
三维表面形貌仪测皮革表面粗糙度
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。
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。
钢材锈蚀检测方法
（1）International Standard Organized. ISO 8501-1:2007：The Rust Grade book[S].Sweden: SwedishStandards Institute, 2007.锈蚀等级分类：钢材表面的四个锈蚀等级分别以A、B、C、D。
这些锈蚀等级叙述如下： A全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面；B已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面；C氧化皮已因锈蚀而剥落，或者可以刮除，并且有少量点蚀的钢材表面；D氧化皮已因锈蚀而全面剥离，并且已普遍发生点蚀的钢材表面。
（2）美国防护涂料协会. SSPC Protective Coatings Inspector Program[S]. America:The Ministry of Education and Training of SSPC,2009.ISO仅就未涂装过的钢材表面定义了A、B、C、D共4 种锈蚀等级，而SSPC（美国防护涂料协会）在该4 种锈蚀等级之外还就涂装过的钢材表面定义了E、F、G、G1、G2、G3 共6 种锈蚀等级，且其定义的描述更有利于预处理、二次处理前钢材表面初始状况的判断。
钢材锈蚀分为：锚具锈蚀；拉索钢丝锈蚀；锚具锈蚀+拉索锈蚀（更接近实际两者同时锈蚀且研究的较少）特别是在沿海城市海盐（Cl-）腐蚀严重工业污染严重的地区；可以进一步细化模拟现实生活中控制不同腐蚀程度下结构安全度变化。
需要引入评价体系。
钢结构钢材锈蚀的检测方法钢结构在潮湿、存水和酸碱盐腐蚀性环境中容易生锈，锈蚀导致钢材截面削弱，承载力下降。
钢材的锈蚀程度可由其截面厚度的变化来反应。
检测钢材厚度（必须先除锈)）的仪器有超声波测厚仪（声速设定、耦合剂）和游标卡尺。
超声波测厚仪采用脉冲反射波法。
超声波从一种均匀介质向另一种介质传播时，在界面会发生反射，测厚仪可测出探头自发出超声波至收到界面反射回波的时间。
纳米三坐标
纳米三坐标是一种用于测量纳米尺度物体的高精度三维测量仪器。
它利用光学原理和计算机图像处理技术，能够实现对纳米物体的高精度三维测量和分析。
纳米三坐标测量仪器通常包括光学系统、样品支架、测量探头和计算机等部分。
光学系统由激光器、光束扩展器、物镜和目镜等组成，能够将激光束聚焦到样品表面，并将反射光束传输到探测器上。
样品支架用于固定纳米样品，并通过光学显微镜观察样品表面。
测量探头则用于扫描样品表面，采集反射光信号，并将信号传输到计算机上进行处理。
纳米三坐标测量仪器可以实现对纳米物体的高精度三维测量和分析，具有高分辨率、高精度和非接触式等优点。
它广泛应用于材料科学、纳米技术、生物医学、机械制造等领域，可以用于纳米材料的制备、表征和性能研究，以及纳米器件的设计和制造等方面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
•根据准共聚焦原理，探测器系统只能接收到被测物体上单点反射回来的特定波长的光，从而得到这个点距离透镜的垂直距离。
• 这个点为点光源与传感器所在的直线的中垂线与样品的交点。
•再通过点扫描的方式以S路径获得物体的三维表面形貌特征。
•最后将采集的数据交给专业的三维处理软件进行各种表面参数的分析。
•软件能够自动获取用户关心的表面形貌参数。
四、 产品技术优势1．采用国际最前端的白光轴向色像差技术，可获得最小2nm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．适合测量高坡度高曲折度的材料表面（最高坡度为86o,接近垂直）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方向最大测量范围为24mm9、测量速度快，最高可达1m/s10、测量样品的范围大，可一次600mm*600mm范围内样品的表面形貌五、仪器功能：三维表面形貌测试系统主要用于自动测量样品的二维、三维表面形貌、表面粗糙度、关键尺寸（包括高度、孔洞深度、长度等）、关键部位的面积和体积等表面参数。
六、测试软件：NANOVEA软件包含两个软件：NANOVEA 3D数据采集软件与专业的3D分析软件。
6.1 3D数据采集软件功能：1、可采集每一个测量点的XYZ三维坐标；2、线扫描与面扫描两种模式可供选择；3、可设置测量范围、测量步长、扫描速度等参数；4、实时显示测量所需时间；5、实时显示样品的2D图像与3D图像6、具有精确定位功能，可以从已经扫描的区域中重新精确扫描任意特定区域。
6.2 专业3D分析软件功能：1、创建2D，3D图像；2、自动得到样品的线粗糙度参数（Ra,Rp,Rv,Rz,Rc,Rt,Rq,Rsk,Rku），面粗糙度（Sa,Sp,Sq,Sv,Sz,Ssk,Sku），平整度，波纹度等参数；3、自动校准功能，例如粗糙度，一般情况下对于曲面样品，首先展平，然后自动给出粗糙度的参数；4、关键尺寸分析：磨损的深度，空洞的半径，磨损面积，磨损体积等参数；5、利用计算机远程控制；6、具有光谱、分形与自相关功能；7、多种格式的图像与数据输出。
七、 技术参数1. 工作台技术参数：ST400 PS50 JR25 HS1000150mm50mm 25 x 25mm 400 x 600mm60mm 30mm 30mm 50mm0.1μm 0.1μm 0.1um 0.005um20mm/s10mm/s7mm/s 1m/s 备注：其中ST400光学轮廓仪的工作台可进行扩展，扩展后，该仪器的XY 方向的测量范围为200mm*200mm，300mm*300mm，400mm*400mm，500mm*500mm，600mm*600mm等。
2．光学测量探头技术参数：Z垂直测量范围：最大达24mm，最小为2nm（由选择的光学探头确定）3.原子力显微镜测量模块：由于三维接触式表面形貌仪的横向分辨率最小只能达1µm,如果要想得到横方向在1µm以内的三维表面形貌就必须加上原子力显微镜AFM模块，NANOVEA公司开发了ST400三维表面形貌仪上加载原子力显微镜的整套系统，这样，就解决了三维表面形貌仪横向分辨率低的缺点，加载AFM模块的三维表面形貌仪ST400具有了目前世界上最强大的三维表面形貌测量功能，可以解决从纳米级到微米量级的高精度三维表面形貌探测，AFM具体指标如下：/// X方向的扫描范围：110µm；/// Y方向的扫描范围：110µm；/// Z方向的扫描范围：22µm；/// XY方向的扫描分辨率：0.15nm/// XY方向的扫描分辨率：0.027nm八、产品应用随着微纳米技术与精密加工技术的发展，对物体的表面参数的测量越来越重要，传统的光学显微镜技术与扫描电镜技术已经不能满足工业开发对样品进行大范围、高精度、高速度、定量测量的需要，三维非接触式表面形貌仪由于其独特的性能，可以解决这些传统技术对三维表面形貌测量限制，越来越多的行业开始使用三维非接触式表面形貌仪来进行产品的质量控制与研发，三维表面形貌仪已经成为研究材料表面特性不可缺少的工具之一。
目前主要的应用方向有：九，测试实例：1、水泥表面形貌测试：水泥经过酸化腐蚀后在样品的表面形貌三维表面形貌图粗糙度测试结果2、砂纸表面形貌测试：砂纸的二维形貌图与面粗糙度测试结果砂纸的三维表面形貌3.钢球样品：对钢球进行摩擦磨损后，表面有一个磨损的孔洞。
钢球磨损的二维表面图像，不同的颜色代表不同的高度钢球磨损的三维表面图像，不同的颜色代表不同的高度4.沟槽沟道测试：5.金属腐蚀样品：样品经过腐蚀后，表面高低不平金属腐蚀的三维表面形貌腐蚀深度的测试结果选定曲线的等高线图选定曲线的线粗糙度测试结果十、公司简介（1）美国NANOVEA公司美国NANOVEA公司是一家全球公认的三维表面形貌测试技术的领导者，生产的三维表面形貌仪测试系统是目前国际上用在科学研究和工业领域最先进设备之一，该公司在光学设计、精密机械和科学软件算法方面，拥有长期不断发展的专利技术，由于这些专门技术的应用，NANOVEA为生产和质量控制的研究和发展提供精密准确的全方位解决方案。
NANOVEA公司原是美国Micro Photonics集团旗下的子公司，2004年开始正式成立NANOVEA品牌，NANOVEA在三维表面形貌测试方面已有17年的专业经验，客户遍及世界各地，其中包含许多世界知名企业，公司的理念是“Today’s standard for tomorrow’s materials”。
NANOVEA 的专业技术人员能快速和高效的响应世界各地的用户要求，作为一个顶尖的制造和供应商，NANOVEA优先考虑的用户需求。
（2）环球（香港）科技有限公司环球（香港）科技有限公司是一家著名的高科技仪器、设备供应商，始终致力于为国内各行业的用户提供实验室仪器和工业设备的服务。
公司创建于1991年，总部设在香港。
历经十多年的发展与壮大，公司成为众多世界知名仪器制造商在中国大陆和香港地区的独家代理，在石油化工、材料测试、生命科学、制药、食品、激光和磨料磨具等多种领域拥有大量客户。
与其它仪器和设备的供应商相比，产品的多样化加上环球科技专业的销售和技术服务，奠定了我们在业界坚实的领导地位。
我们在中国已拥有北京、上海、广州和成都四个办事处，如此广泛的市场覆盖面使得我们能够迅速获得市场的信息，对客户的需求做出及时的反应。
我们在香港的总部设有物流管理中心，为所有客户提高进口和交货的效率。
公司目前拥有员工近200多位，其中技术服务人员占公司总人数的40%。
为用户提供完善的服务一贯是环球（香港）科技有限公司的宗旨，迄今为止，没有任何用户对环球（香港）科技有限公司的售后服务提出质疑。
十一、全球部分知名客户：• Applied Materials• Benet Labs• Conoco Phillips• Deloro Satellite Inc.• General Motors – Fuel Cell• Goodrich Corp.• Greatbach• Hydro-Quebec• Intel Corp• Johnstech International• Kester• Kocaeli University• Lawrence Livermore National Labs• Lilliputian• Los Alamos National Labs• NASA - Jet Propulsion Lab• Rensselaer Polytechnic Institute• Rohm & Haas• Saint Gobain• Southern Illinois University• Spectrolab• Sub-One Technology• Textron• Timken• Sabana University, Turkey• Universidad Federal de Minas • Gerais• University of Arizona• University of California San Diego • University of Hawaii• University of Laval• 长城润滑油• 西北工业大学• Gore(深圳)• 西安交通大学• 中石油大连润滑油研发中心• 中国航空航天材料研究所• 第四军医大学• 中国电子科技集团• 中石化工程院• 西北核物理研究所• 中国石化石油化工科学研究院 • 上海中微半导体• 苹果（中国）•天津大学•渤海大学•南京化工职业技术学院。