I sensori confocali misurano distanza, spostamento e spessore senza contatto, con risoluzione nanometrica e su materiali di ogni tipo, dai più riflettenti ai più trasparenti. Il principio cromatico confocale scompone la luce in funzione della lunghezza d'onda e ricava la misura dal colore messo a fuoco sulla superficie. Un sistema completo unisce un sensore ottico e un controller, collegati da una fibra ottica. Le soluzioni disponibili si distinguono per architettura e velocità di misura, e la configurazione corretta dipende dalle esigenze specifiche dell'applicazione.
La misura cromatica confocale si basa su una luce bianca che una lente scompone in un fascio di lunghezze d'onda, ciascuna focalizzata a una distanza diversa. Solo la lunghezza d'onda perfettamente a fuoco sulla superficie torna nel sistema ottico: misurandone il colore si ricava la distanza con risoluzione nanometrica. L'assenza di parti in movimento e l'ampia apertura numerica rendono la misura stabile su superfici lucide, opache, ruvide o trasparenti.
I sensori confocali trovano impiego dove serve una misura ottica precisa e non invasiva. Nell'industria del vetro e dei semiconduttori controllano spessori e planarità di lastre e wafer; nella produzione di display e di componenti elettronici verificano dettagli micrometrici; nella lavorazione di precisione e nella metrologia di laboratorio misurano profili, posizioni e geometrie. Sono adatti anche a superfici riflettenti o trasparenti, dove la triangolazione laser risulta meno affidabile.
Sensori dalle dimensioni ridotte per spazi ristretti
Misure ad alta risoluzione per l'industria dei semiconduttori
Misure di spessore su oggetti in vetro
Misure ad alta precisione integrate in macchinari
Oltre alla distanza, il principio confocale permette di misurare lo spessore dei materiali trasparenti. La luce viene riflessa sia dalla superficie superiore sia da quella inferiore: dalla distanza tra i due segnali si ricava lo spessore in un'unica acquisizione, senza contatto e senza accesso da entrambi i lati. Sui materiali multistrato è possibile rilevare contemporaneamente lo spessore di più strati sovrapposti, utile per pellicole, rivestimenti e vetri stratificati.
La scelta del sistema dipende dall'applicazione. I sensori con controller integrato offrono il massimo della compattezza e si installano senza fibra ottica, ideali per l'integrazione inline. I sistemi con controller separato e sensore ottico dedicato garantiscono invece maggiore flessibilità: si va dai controller compatti per la serie alle versioni ad alta velocità e ad alta intensità luminosa, differenziati per numero di canali, velocità di misura e potenza del segnale.
Individuare la combinazione corretta di sensore e controller richiede di valutare materiale, campo di misura, spessori e velocità di processo. Gli ingegneri Luchsinger affiancano la tua azienda nell'analisi dell'applicazione e nella configurazione del sistema confocale più adatto, fino all'integrazione con i sistemi esistenti. Contatta il nostro team tecnico per una consulenza senza impegno.
Un sensore confocale è uno strumento ottico che misura distanza, spostamento e spessore senza contatto. Sfrutta il principio cromatico confocale: una luce bianca viene scomposta in lunghezze d'onda focalizzate a distanze diverse, e la misura si ricava dal colore messo a fuoco sulla superficie. Garantisce risoluzione nanometrica su materiali di ogni tipo.
Il sensore confocale ricava la misura dal colore della luce focalizzata, mentre il sensore laser a triangolazione la deduce dall'angolo del punto luminoso riflesso. Il principio confocale offre uno spot più piccolo, precisione superiore e maggiore stabilità su superfici lucide, trasparenti o inclinate, dove la triangolazione laser può risultare meno affidabile.
Sì. Sui materiali trasparenti la luce viene riflessa sia dalla superficie superiore sia da quella inferiore: la distanza tra i due segnali corrisponde allo spessore, misurato in un'unica acquisizione senza contatto. I sistemi più avanzati rilevano contemporaneamente lo spessore di più strati sovrapposti, utile per pellicole, rivestimenti e vetri stratificati.
La velocità di misura dipende dal controller. Le configurazioni compatte raggiungono alcuni kilohertz, adatte alle applicazioni di serie, mentre i controller ad alte prestazioni superano i 25-30 kHz per il controllo di processi rapidi e inline. La scelta va calibrata sulla dinamica reale dell'applicazione.
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