白光干涉仪扫描测试

优尔鸿信检测昆山实验室 非接触式粗糙度测试 

非接触式粗糙度测试是一种无需与物体表面直接接触即可测量表面粗糙度的技术。

非接触式粗糙度测试的原理通常涉及使用传感器感测物体表面的轮廓变化，并通过数学模型计算出表面粗糙度的参数。具体的测量方法包括光学测量法、干涉测量法、声波测量法等

非接触式测量技术已经被广泛应用于各种工业领域，包括机械加工、电子部件薄膜加工、金属表面磨损状况确认等

非接触式粗糙度.Profilm3D白光干涉仪.表面粗糙度

优尔鸿信检测昆山实验室 非接触式粗糙度测试主要参数： 

Ra--轮廓的算术平均偏差
Rq-- 平方平均值

 Rz-- 轮廓的高度（Max）

Rt--谷深（Max）

Ry--高度差（Max）

Sa--平均粗糙度

常用测试标准：ASME B46.1, 或客户要求标准

一、测量背景：

表面粗糙度是零件加工质量上对零件表面光滑程度的要求，也就是零件加工表面微观不平的程度。光滑的零件表面，不仅会增加零件的美观，而且会提高配合表面的配合质量，增强零件的耐磨性，耐腐蚀性和抗疲劳性能。其本质是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：

1. 表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。

2. 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。

3. 表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。

4. 表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。

5. 表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。

6. 表面粗糙度影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。

7. 影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。

二、测试设备测试原理：

Profilm3D白光干涉仪是一款用于对各种精密器件及材料表面进行纳米级测量的检测仪器。它是以白光干涉技术为原理（使用垂直干涉扫描（WLI）与高精度的相位干涉（PSI）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（如上图所示）

三、测试应用：

（1）半导体制造：在半导体芯片制造过程中，白光干涉仪可用于测量芯片表面的形貌、薄膜厚度、台阶高度等参数，对芯片的封装表面粗糙度也很重要，合适的粗糙度有助于芯片散热和电气性能的稳定，白光干涉仪可以为其提供精确的粗糙度测量。

（2）光学加工：用于光学镜片、透镜、棱镜等光学元件的表面形貌测量和质量检测。可以测量光学元件的表面粗糙度，帮助优化光学加工工艺，提高光学元件的质量。例如，在高精度光学镜头的制造中，白光干涉仪可以检测镜头表面的微观形貌，确保镜头的成像质量。

（3）汽车零部件制造：汽车发动机的缸体、活塞、气门等零部件的表面形貌和尺寸精度对汽车的性能和可靠性至关重要。白光干涉仪可以用于这些零部件的表面粗糙度参数的测量，为汽车零部件的制造提供高精度的检测手段。

（4）在模具制造行业：模具表面的粗糙度直接影响塑料制品的表面质量。使用白光干涉仪可以对模具表面进行粗糙度测量，确保模具达到所需的表面光洁度。

此外，在航空航天领域，工业生产领域，微机电系统(MEMS)研究等其他方面有广泛的应用.

四、测试案例