Назначение
Профилометры оптические Nanometric IntoM (далее - профилометры) предназначены для измерений линейных размеров и параметров шероховатости.
Описание
Профилометры оптические Nanometric IntoM относятся к классу бесконтактных оптических приборов, принцип действия которых основан на интерференции световых пучков оптического излучения, отраженного от опорного зеркала и поверхности измеряемого изделия. Интерференционные картины при различных положениях зеркала регистрируются с помощью встроенной цифровой ПЗС-камеры, оцифровываются и поступают в персональный компьютер, где производится их автоматическая обработка. В результате обработки восстанавливается оптическая разность хода, соответствующая измеряемому профилю поверхности. Результаты измерений в виде двумерных профилей исследуемых объектов (сечений), цветовых карт и текстовой информации отображаются на экране компьютера.
Профилометры оптические состоят из блока осветителя с источником света, конструктивно выполненного в виде моноблока, входящего в состав измерительной головки, расположенной на колонне с возможностью перемещения по вертикали. Колонна установлена на гранитном или металлическом основании, оснащенном антивибрационными пневмоподушками, и расположенном на металлической раме. Также в измерительной головке располагается оптическая система (набор диафрагм, фильтров, делитель светового пучка, объективы, определяющие поле зрения (являются сменными), цифровая камера. На основании установлен автоматический предметный столик с механической регулировкой угла наклона в двух плоскостях и возможностью перемещения по осям X и Y. Корпус измерительного прибора и механизм внутреннего движения имеют раздельные конструкции, что способствует изоляции от вибрации. В состав профилометров входит компьютер.
В профилометрах реализовано два метода исследования: вертикальная сканирующая интерферометрия и интерферометрия фазового контраста.
В методе вертикальной сканирующей интерферометрии используется источник оптического излучения с широким спектром (белый светодиод). В основе метода лежит вертикальное перемещение объектива встроенным приводом с одновременной регистрацией изображения камерой. Положение реперного зеркала в оптической системе подобрано таким образом, чтобы оптическая разность хода была равна нулю. При этом условии в интерференционной картине возникают максимумы для всех длин волн, и наблюдается абсолютный максимум интенсивности, регистрируемый видеокамерой. Таким образом, если в некоторой точке образца наблюдается абсолютный максимум, она находится в фокусе. Высота каждой точки поверхности определяется системой по положению объектива в области максимальной интенсивности.
В методе интерферометрии фазового контраста используется источник оптического излучения с узким спектром - светодиодный источник света зеленый (530 нм). В этом методе во время цикла измерения система прецизионного позиционирования объектива изменяет оптическую длину пути луча. Каждое такое изменение приводит к сдвигу интерференционных полос. Данные сдвиги регистрируются камерой в виде серии интерферограмм, которые с помощью программной обработки преобразуются в топографию поверхности.
Профилометры выпускаются четырех модификаций Nanometric IntoM OP100L, Nanometric IntoM OP100, Nanometric IntoM OP100P, Nanometric IntoM OP300, различающихся техническими характеристиками.
Общий вид профилометров приведен на рисунках 1-2.
Заводские номера оптических профилометров имеют буквенно-цифровое обозначение и наносятся на боковую часть основания профилометров в виде шильды. (Рисунок 3). Пломбирование профилометра не предусмотрено. Нанесение знака поверки на профилометры не предусмотрено.
Рисунок 1 - Общий вид профилометров оптических Nanometric IntoM OP100, Nanometric IntoM OP100P, Nanometric IntoM OP100L
Рисунок 2 - Общий вид профилометров оптических Nanometric IntoM OP300
| TYPE:n | Optica 1 Prof dome tern |
| Model :п | Nanometric IntoM OP 100s |
| Serial №:□ | WlProBW1223050103n |
| Produced in in | Ano. -2024a |
Рисунок 3 - Вид идентификационной таблички
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) Xtrem Vision является специализированным ПО профилометров и предназначено для управления механическими частями, для непосредственного измерения, для обработки полученных результатов, построения трехмерных изображений рельефа поверхности, выделения отдельных профилей поверхности в заданном направлении, а также позволяет рассчитывать параметры шероховатости.
Конструкция СИ исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию. Метрологически значимая часть ПО профилометров и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений.
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимой части ПО указаны в таблице 1.
аблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Xtrem Vision |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 4.0 и выше |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
Технические характеристики
аблица 2 - Метрологические характеристики профилометров оптических Nanometric IntoM
| Наименование характеристики | Nanometric IntoM |
| OP100L | OP100 | OP100P | OP300 |
| Диапазон измерений линейных размеров в плоскости XY, мкм | от 0,5 до 1000 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров в плоскости XY, мкм | ±(0,3+0,05L), где L- измеренное значение линейного размера в плоскости XY, мкм |
| Диапазон измерений линейных размеров по оси Z, мкм | от 0,001 до 1000 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров по оси Z, мкм | ±(0,05+0,05H), где H- измеренное значение линейного размера по оси Z, мкм |
| Диапазон измерений параметра шероховатости Ra, мкм | от 0,001 до 3,00 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений параметра шероховатости Ra, мкм | ±(0,01 + 0,05Ra), где Ra - измеренное значение параметра шероховатости, мкм |
| Примечание: метрологические характеристики указаны для объектива с увеличением 10х |
Таблица 3 - Технические характеристики профилометров оптических Nanometric IntoM
| Наименование характеристики | Nanometric IntoM |
| OP100L | OP100 | OP100P | OP300 |
| Диапазон перемещения предметного стола, мм: -вдоль оси Х -вдоль оси Y | от 0 до100 от 0 до100 | от 0 до 140 от 0 до 100 | от 0 до 200 от 0 до 200 | от 0 до 300 от 0 до 300 |
| Размер предметного стола, мм, не более: -длина -ширина | 220 200 | 320 200 | 300 300 | 450 450 |
| Дискретность перемещения стола, мм | 0,1 |
| Разрешение по осям X,Y, мкм | 0,1 |
| Разрешение при вертикальном сканировании, нм | 0,1 |
| Диапазон перемещения по оси Z, мм | от 0 до 50 | от 0 до 100 (моторизованный) |
| Диапазон сканирования по оси Z, мм | от 0 до 10 |
| Увеличения интерференционных объективов, крат | 2,5; 5; 10; 20; 50; 100 |
| Габаритные размеры, мм, не более: - длина -ширина -высота | 440 330 700 | 700 610 920 | 100 900 1500 |
| Масса профилометра, кг, не более | 50 | 160 | 500 |
Таблица 4 - Условия эксплуатации
| Наименование характеристики | Значение |
| Условия эксплуатации: - диапазон рабочих температур, °С - относительная влажность воздуха, %, не более | от +18 до +22 80 |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50/60) Гц, В | 220 ± 20 |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 1500 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Кол-во |
| Профилометры оптические | Nanometric IntoM OP100L; Nanometric IntoM OP100; Nanometric IntoM OP100P; Nanometric IntoM OP300 | 1 шт. |
| Компьютер с ПО | - | 1 шт. |
| Пластиковый кейс для аксессуаров | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделах 8. «Процедура сканирования» и 9. «Процедура измерений» документа «Профилометры оптические Nanometric IntoM. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Государственная поверочная схема для средств измерений параметров шероховатости Rmax, Rz в диапазоне от 0,001 до 12000 мкм и Ra в диапазоне от 0,001 до 3000 мкм, утвержденная приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 06.11.2019 г. № 2657;
Государственная поверочная схема для средств измерений в диапазоне длины от 1*10-9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм, утвержденной Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии № 2840 от 29.12.2018 г.;
Стандарт предприятия «Профилометры оптические Nanometric IntoM. Стандарт предприятия».
