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3D光學(xué)干涉輪廓儀中的數(shù)據(jù)處理與分析方法
3D光學(xué)干涉輪廓儀廣泛應(yīng)用于制造、機(jī)械加工、電子、航空航天等領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用中，所得到的原始數(shù)據(jù)需要進(jìn)行處理和分析，以得到更為準(zhǔn)確而詳盡的表面形貌特征。在此，我們就介紹其中的數(shù)據(jù)處理和分析方法。
一、數(shù)據(jù)處理
由3D光學(xué)干涉儀得到的表面形貌數(shù)據(jù)是一組二維圖像，通常會(huì)包括多組數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理中，需要進(jìn)行以下處理：
1.偽彩色映射：將不同高度值的灰度圖像映射到不同顏色的曲面圖上，增強(qiáng)顯示效果，更加直觀。
2.圖像平滑：對(duì)于原始數(shù)據(jù)中存在的較小度數(shù)高頻噪聲，需要采用低通濾波器進(jìn)行平滑處理，去除噪聲干擾，使得曲面圖更加清晰、平滑。
3.數(shù)據(jù)矯正：儀器可以呈現(xiàn)數(shù)字化數(shù)據(jù)，需要從儀器原始數(shù)據(jù)中提取樣品實(shí)際尺寸和形狀，進(jìn)行數(shù)據(jù)矯正。
二、數(shù)據(jù)分析
在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，需要對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算。
1.表面粗糙度：采用表面高度差和均方根的定義。
2.表面采樣間距：分析采樣間距及其對(duì)表面形貌誤差的影響，確定采樣間距。
3.法線(xiàn)向量：計(jì)算出曲面的法線(xiàn)向量，進(jìn)而確定曲面的任意點(diǎn)上的切線(xiàn)平面及法向量，得到表面形貌的微觀特征信息。
4.三維形貌分析：采用光學(xué)形貌分析軟件對(duì)樣品的三維形貌進(jìn)行特征提取，包括曲率半徑、徑向、軸向等。
5.形貌偏差分析：對(duì)于生產(chǎn)制造中的實(shí)際工件，需要通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比計(jì)算形貌差異。
6.特征擬合：通過(guò)擬合特征曲線(xiàn)，確定其數(shù)學(xué)表達(dá)式，便于后續(xù)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用。
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