光电传感器，工业慧眼，精准解密玻璃参数！

• 时间：2025-06-30 12:07:54
• 点击：0

想像一下：新建的写字楼幕墙在阳光下熠熠生辉，汽车挡风玻璃提供清晰的驾驶视野，手机屏幕触感丝滑无瑕疵…这些日常可见的玻璃制品，其关键性能参数直接决定着最终品质与安全性。传统人工检测效率低、主观性强，甚至难以触及某些核心参数。而光电传感器，凭借其非接触、高精度、响应快的特性，已成为现代玻璃制造与质检中不可或缺的“透视眼”。那么，它究竟如何精准捕捉并解析玻璃的隐秘特性？

光与玻璃的“对话”：传感原理基石

光电传感器测量玻璃参数，本质是利用光与玻璃相互作用后发生的物理变化。当特定光源（如激光、LED或其他特定光谱光源）照射到玻璃表面或穿透玻璃时，光的行为会因玻璃的不同特性而改变：

1. 透射与吸收： 光穿透玻璃时，部分光能会被玻璃材料吸收，导致透射光强度减弱。透光率/透过率正是这一过程的量化指标。
2. 反射： 光线在玻璃的两个表面（空气/玻璃界面）都会发生反射。反射率测量由此产生。同时，表面的平整度、粗糙度、清洁度会直接影响反射光的分布（如镜面反射或漫反射）。
3. 折射/散射： 光穿过玻璃时方向会发生偏折（折射），内部的气泡、杂质、应力不均匀等则会导致光线散射。
4. 光程差： 当光线以一定角度入射到具有一定厚度的透明平行平板（玻璃）时，上下表面反射的光会产生干涉效应，这与玻璃的厚度和折射率密切相关。

光电传感器的核心工作就是精密捕捉并量化这些光信号的变化。内部的光发射器发出调制光信号，照射被测玻璃。光接收器（如光电二极管、CCD/CMOS图像传感器）则接收经过玻璃作用后的光信号（反射光、透射光或干涉光），并将其转化为电信号。最终，系统通过精密算法对电信号进行处理、分析，精确推算出玻璃的各项关键参数。

核心玻璃参数：光电传感的精准捕获对象

光电传感器技术在玻璃工业检测中大显身手，覆盖从生产到质检的全流程，其精准测量的关键参数包括：

1. 玻璃厚度： 这是最基础也是最重要的参数之一。

• 激光三角测量法： 激光束以一定角度斜入射玻璃表面，反射光点位置会被位置敏感探测器（PSD）或CCD相机捕捉。玻璃厚度的变化会导致反射光点位置的移动，通过计算可精确反推出厚度值。该法尤其适用于单面测量或需要快速在线的场景。
• 光干涉法： 利用玻璃上下表面对入射光的反射光产生干涉条纹（如斐索干涉仪）。通过分析干涉条纹的间距或移动量，结合已知光源波长，可计算出玻璃的物理厚度。精度极高，常用于实验室或高精度测量场合。
• 双光束差分测厚： 两束平行光同时照射玻璃的上下表面，接收探头分别探测两束反射光。玻璃厚度的变化会改变光程差，通过比较两路信号的相位差或时间差来计算厚度，对玻璃的振动和位移有较好的抗干扰性。

1. 表面质量与缺陷：

• 基于反射的检测： 利用光源（如线阵LED或激光）以特定角度照射玻璃表面，高分辨率面阵相机或线扫相机从另一角度接收反射光。玻璃上的划痕、凹坑、脏污、结石、裂纹等缺陷会显著改变局部反射光的强度和分布，在相机成像中形成明显的对比度差异，从而被系统识别、定位和分类。
• 透射成像检测： 将面光源或线光源置于玻璃一侧，高分辨率相机在另一侧接收透射光。玻璃内部的气泡、夹杂物、不均匀区域等会阻挡或散射光线，在透射图像中形成暗点或亮度变化区域而被检测出来。

1. 透光率/透过率：

• 直射式测量： 这是最直接的方法。光源直接照射玻璃，探测器在玻璃正后方接收透射光。测量有玻璃时的光强 (I) 和无玻璃时的原始光强 (I₀)。透光率 T = I / I₀。需保证光源稳定性，并减少环境光干扰（如使用调制光源和同步检测技术）。适用于离线实验室或精度要求较高的在线抽检点。关键在于建立稳定的基准光强 I₀。
• 共轴/积分球法： 对于散射较强的玻璃（如磨砂玻璃），或者需要测量全透过率（包括直透光和散射光）时，常采用积分球。光源照射玻璃样品，透射光（包含所有散射角度方向的光）进入积分球内壁，通过球内壁的漫反射达到均匀后，由放置在球壁上的探测器接收测量。此方法测量的是总透射光通量，结果更接近实际视觉效果。

1. 反射率/反射系数：

• 定向反射率测量： 光源以特定入射角照射玻璃表面，探测器在镜面反射方向（入射角=反射角）测量反射光强。同样需要测量原始光强作为基准。
• 积分球法测反射率： 将待测玻璃样品紧贴积分球的样品口放置，光源从球内以一定角度（如8度）照射样品表面。样品的反射光（镜面反射和漫反射）进入积分球内，通过多次漫反射均匀化后由探测器测量。此方法可测量总反射率。

优势显著：光电传感赋能玻璃工业升级

采用光电传感器技术测量玻璃参数，带来了革命性的改变：

• 非接触无损测量： 完全避免了对易碎的玻璃表面造成划伤或损坏的风险，特别适合高价值或在线连续检测。
• 高速、高精度： 现代光电传感器响应速度极快，结合高速信号处理系统，可满足高速生产线100%全检的要求，测量精度远超人眼和传统工具（如千分尺）。
• 连续在线监控： 可直接集成到生产线中，实现关键参数的实时、连续监测与反馈，为工艺优化和质量控制提供即时数据支持。
• 多参数集成测量： 先进的系统设计