Dataray大光斑激光轮廓仪LBPS-TS-200-LCM使用手册

本文介绍了如何使用大尺寸光斑分析仪和如何调整大光斑测量系统。如何设置和使用Dataray的LBPS-TS-200-LCM，如何装配该系统并测量。首先将一个带有成像镜头的相机被放置在透射屏的一侧，而一个光源照亮了屏幕的另一侧。需要注意的是该大尺寸光束分析仪系统是用于非相干照明，在相干光照下，会观察到明显的斑点（振幅调制）。当然对于相干光，DataRay提供了带有移动屏幕的系统来平均化斑点。

像素乘法系数(PMF)

当照相机使用一个镜头对通过扩散器的激光强度模式进行重新成像时需要一个准确的像素乘法系数来定义表面上对应于相机传感器上单个像素的区域的大小。这个像素乘法系数是通过对已知尺寸的物体进行成像，并查看有多少传感器像素相当于已知尺寸来计算的。附录A中提供了测量和计算像素乘法系数的详细方法。在交货时，相机已经为本应用说明中规定的设置校准了正确的PMF值。镜头是Navitar NMV-12M1，其焦距为12.5毫米。

校准工作已经完成时，PMF值已经保存到相机中后只要激光源正常入射到扩散板的背面，并且扩散板前面到镜头前面的距离符合装配说明，就不必再重复校准，除非这个物体距离发生变化。

装配

如何装配Dataray大光斑激光轮廓仪LBPS-TS-200-LCM？

1. 将左、右开槽的支架安装在所附的光学平面板上，相距9英寸，以便扩散板可以安装在支架之间的槽里。

2. 小心翼翼地将附带的C-mount镜头拧到WinCamD-LCM相机上。请注意，不要拆掉已经安装在镜头背面的垫片。

3. 按照图2和所附的装配说明定位摄像系统。照相机系统应指向扩散板的中心，与表面呈法线。

在Dataray大光斑激光轮廓仪出厂时已经设置了校准，如图所示:

软件

首先安装大光斑激光轮廓仪当前版本的DataRay软件，可在DataRay网站的下载页面找到。该产品的名称是WinCamD-LCM。 之后用USB线将相机连接到电脑。然后启动DataRay软件，打开捕捉设置对话框。PMF值将根据保存在相机中的校准自动输入，这是需要检查改数值，确保这个值不是1。然后选择垂直翻转，全分辨率，并从2048x2048的捕获块开始。关闭对话框，在设置下拉菜单中，在数字显示模式中选择XXX.YY毫米，然后点击确定。

需要注意：如果有必要，执行附录A中描述的PMF校准。

测量

如何调整大光斑测量系统

1. 使用镜头上的对焦环来调整其焦距，并确保表面处于对焦状态。这是寻找一张有一些文字或图案的纸，如附带的1厘米间距的网格，将帮助你找到最佳焦点。然后你就可以把对焦环锁定在原处。如果需要的话，镜头上还有一个环可以调整光圈大小。

2. 现在大尺寸光束分析仪系统已经设置好了，可以直接进行测量。在测量中，将根据X和Y像素的乘法系数对放大率进行校正（X和Y的PMF应该相等，除非光束从一个角度入射）。

特别重要的提示：

1.测量必须在一个环境光量与激光束强度相比微不足道的房间里进行。重要的是，传感器的角落需要是黑暗的，否则基线的计算会不准确。在采集设置对话框中，或者当相机以2048x2048的采集块运行时，应该做到总是可以看到整个传感器区域。

2. 相机的自动曝光范围将处理屏幕上的一系列照明水平。必要时还可以调整成像镜头的光圈，以扩大适应的光照范围。

3. 始终按照《用户手册》的说明保存*.WCF文件。

附录A：校准

该大光斑激光轮廓仪已经为所提供的200 x 200毫米屏幕在所附的装配说明中指定的物体距离进行了校准。如果物体距离改变了，镜头的焦点必须重新设置，并且必须按照下面描述的程序重新计算PMF。

1. 使用USB电缆将相机连接到计算机后，启动DataRay软件，打开捕获设置对话框。选择翻转垂直和全分辨率。将PMF设置为1，准备进行新的校准。按确定。

2. 在设置下拉菜单中，在数字显示模式中选择XXX.YY毫米，然后点击确定。

3. 将附带的1厘米网格目标滑到扩散板前（物面），或者将你自己的已知尺寸的目标放在物面。调整镜头焦距，使纸上的标记处于聚焦状态，你可以右键单击二维图像，选择一个缩放系数，以帮助实现对物体平面的最佳聚焦（旋转鼠标滚轮也可以进行缩放）。你可以选择设置一个捕捉块（在捕捉设置对话框中），只包括目标。

4. 按工具栏中的Xu键，将十字准线移动到适当的位置，这样就可以在水平或垂直剖面上看到网格标记，如图4所示。将波纹居中并展开，测量10个波峰或波谷的间距P，单位是微米（100000微米）。你的测量值将是100000的一些分数，这取决于你的物距的镜头放大率。如果你在校准时没有将PMF设置为1，并且PMF已经被校准，这个测量值应该接近100000微米。

5. 左键单击，按住并在X或Y剖面上拖动鼠标来测量距离。新版本的软件（8.0C21或更高版本还支持直接在二维剖面上测量距离，方法是按住Ctrl键并在二维剖面图像上左键点击。

6. 计算PMF为100000/P，并在捕获设置对话框中输入这个数值。除非入射光束不在扩散板表面的法线上，否则应勾选Y=X框。