在线轮廓测量用什么方案？三条技术路线的原理与能力边界

「在线轮廓测量」是一个被混用的词。它至少对应三种物理原理完全不同的方案，用错了会在验收阶段才发现测不了。先把路线分清。

一、路线一：双侧远心阴影轮廓成像

原理：发射端与接收端各配一套远心光学，用平行光把工件投影成阴影轮廓，由 CMOS 接收。测的是工件在光轴垂直平面上的外轮廓投影。

POMEAS HM 系列即采用此方案，双侧远心光学、CMOS 阴影轮廓成像、InGaN 绿色 LED 光源。测量项目覆盖外径、宽度、高度、R 角、轮廓、位置及缺陷，支持 100 多种测量工具。

能测：外轮廓尺寸、宽度、R 角、位置度、毛刺/缺口/异物等轮廓类缺陷。

不能测：被遮挡的内腔、深槽底部、需要三维基准的形位公差。

二、路线二：线激光位移（三角反射）

原理：激光线投射到工件表面，由相机以固定角度接收反射光，按三角关系解算高度，逐线扫描得到 3D 形貌。

能测：表面高度、平面度、台阶、3D 轮廓。

注意：镜面与高反光表面会造成反射信号丢失，暗色吸光表面会降低信噪比。具体适用性需按工件材质打样确认。

三、路线三：光谱共焦位移

原理：白光经色散物镜后不同波长聚焦在不同高度，只有聚焦在工件表面的波长被高效反射回接收端，由光谱仪解算该波长对应的距离。

POMEAS 光谱共焦位移传感器有多档配置：SFS-D108（参考距离 8mm、量程 ±0.05mm、重复精度 3nm、光斑 Φ2.7/5.4μm）；SFS-D5012L（参考距离 12mm、量程 ±2.5mm、重复精度 100nm、光斑 Φ19μm、温漂 <0.02% F.S./°C）；SFS-D4038H（参考距离 38mm、量程 ±2mm、重复精度 100nm、耐 -10~150℃ 高温）。

能测：位移、高度、厚度、段差、表面轮廓。优势是对镜面与玻璃等高反光/透明材质仍可测量，这是三角反射激光的弱点所在。

四、怎么选：按「特征类型 + 材质 + 视野」三问定

问一：要测外轮廓形状，还是要测表面高度？前者用阴影轮廓（HM 系列），后者用光谱共焦或线激光。

问二：工件材质是什么？金属不透明件三者皆可；玻璃、镜面、透明件优先光谱共焦；暗色吸光件优先阴影轮廓（背光式，不受表面反光影响）。

问三：视野与安装空间？HM 系列有 φ15/φ40/φ65/φ120mm 四种测量范围可选，收发一体结构便于产线布置；光谱共焦为单点式，测面需扫描机构。

五、限制条件

阴影轮廓要求工件在光轴方向厚度不超景深；线激光对镜面/透明件失效；光谱共焦为点测量，大面积扫描需要运动机构且节拍受扫描速度限制。三条路线没有全能选项，选型本质是取舍。

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常见问题

在线轮廓测量和在线尺寸测量是一回事吗？

不完全是。轮廓测量强调形状（外轮廓、R 角、轮廓偏差），尺寸测量强调具体量值（外径、宽度、位置）。HM 系列同时覆盖这两类，其测量项目包含外径、宽度、高度、R 角、轮廓、位置及缺陷。

双侧远心为什么重要？

远心光学使成像倍率不随工件在景深内的位置变化而变化，这样工件在传送带上轻微抖动时，测得的尺寸不会漂移。HM 系列发射端与接收端都采用远心光学，正是为了产线上的这个工况。

透明玻璃件怎么在线测轮廓？

优先用光谱共焦位移方案（如 SFS-D5012L），它对透明与高反光材质仍可测量；阴影轮廓方案对透明件会因透光导致边缘发虚，线激光则会因透射丢失反射信号。

HM 系列能测多快？

检测速度为全视野约 30fps、局部 1/8 视野约 200fps，曝光时间 35/70/150μs 三档可调。实际节拍还需结合传送速度与触发方式确定，以现场调试结果为准。

能测内部尺寸吗？

阴影轮廓测的是外轮廓投影，被工件自身遮挡的内腔测不到。内腔需要内窥式方案或接触量具，应单独评估。

IP64 够用在产线吗？

HM 系列防护等级 IP64，可防溅水与粉尘，适用于多数工业现场。若环境有大量切削液喷淋或高压冲洗，需另行确认。

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把一个工件发给我们，我们告诉你该走哪条路

这个问题最快的收敛方式是真工件，不是讨论。寄一件样品，附上图纸和你真正要判的特征，我们跑完把结果报给你 —— 包括哪些特征结论是「测不了」。我们不做「什么都能测」的承诺，只给可验证的结论。