ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຂຸ່ນເຄີ້ງຂອງພື້ນຜິວດ້ວຍແສງເຮັດວຽກໄດ້ແນວໃດ?

ການເຫັນຄວາມຂຸ່ນເຄື້ອງໂດຍບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ແທງ

ເປັນເວລາຫຼາຍທົດສະວັດ ການວັດແທກຄວາມຂຸ່ມຂື່ນຂອງພື້ນຜິວໝາຍເຖິງການລາກເຂີ້ມເພັດທີ່ເຮັດຈາກໄດຍາມອນດ໌ໄປຕາມຊິ້ນສ່ວນ ເພື່ອຮູ້ສຶກທຸກໆຈຸດທີ່ສູງແລະຕ່ຳ ແລະເຮັດໃຈໃຫ້ບໍ່ເກີດການຂີດຂ່ວນເຖິງວັດຖຸທີ່ບໍ່ຄ່ອຍແຂງແຮງໃນຂະບວນການດັ່ງກ່າວ. ເຄື່ອງວັດແທກຮູບຮ່າງແບບສຳຜັດ (Contact profilometers) ຍັງຄົງເປັນມາດຕະຖານທີ່ດີທີ່ສຸດໃນຮ້ານຜະລິດຫຼາຍແຫ່ງ ແຕ່ມັນມີຂອບເຂດຂອງມັນ. ມັນຊ້າ, ມັນຕ້ອງສຳຜັດກັບພື້ນຜິວ, ແລະມັນມີບັນຫາໃນການວັດແທກວັດຖຸທີ່ນຸ່ມ, ວັດຖຸທີ່ມີຊັ້ນຫຸ້ມທີ່ເປືອຍຫຼືຕິດ, ຫຼືພື້ນຜິວທີ່ມີຄວາມລຽບເປັນຢ່າງຍິ່ງ. ນີ້ແມ່ນຈຸດທີ່ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຂຸ່ມຂື່ນຂອງພື້ນຜິວແບບອີງໃສ່ແສງ (optical surface roughness tester) ເຂົ້າມามີບົດບາດ. ແທນທີ່ຈະລາກເຂີ້ມເລັກໄປຕາມພື້ນຜິວ ມັນໃຊ້ແສງເພື່ອສ້າງແຜນທີ່ຂອງເນື້ອເພື້ອພື້ນຜິວ ແລະສາມາດເຮັດໄດ້ຢ່າງໄວວ່າໂດຍບໍ່ຕ້ອງສຳຜັດກັບຊິ້ນສ່ວນເລີຍ.

ຫຼັກການພື້ນຖານ: ການຫຼີ້ນກັນຂອງແສງ

ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຂຸ່ນເຄີ້ງຂອງພື້ນຜິວທາງເລືອກທີ່ໃຊ້ບໍ່ຫຼາຍກ່ວາສ່ວນຫຼາຍແມ່ນຖືກອອກແບບໂດຍອີງໃສ່ເຕັກນິກການຕີຄວາມເຂົ້າໃຈດ້ວຍການຫຼີ້ນຂອງແສງ. ນີ້ແມ່ນຄວາມຄິດພື້ນຖານ. ແສງເດີ່ນໜຶ່ງເສັ້ນຖືກແບ່ງອອກເປັນສອງທາງ. ແສງເດີ່ນໜຶ່ງເສັ້ນຖືກສະທ້ອນກັບຄືນຈາກແວ່ນສະທ້ອນທີ່ເລີຍລຽບຢ່າງສົມບູນທີ່ຢູ່ໃນເຄື່ອງມື. ແສງເດີ່ນອີກເສັ້ນໜຶ່ງເດີນຜ່ານເລນສ໌ເປົ້າໝາຍ, ຕົກຕະຫຼົງໃສ່ພື້ນຜິວທີ່ຕ້ອງການທົດສອບ ແລ້ວສະທ້ອນກັບຄືນຂຶ້ນມາ. ເມື່ອແສງເດີ່ນທັງສອງເສັ້ນນີ້ມາປະສົມກັນອີກຄັ້ງ, ມັນຈະເກີດການຫຼີ້ນຂອງແສງຕໍ່ກັນ. ຖ້າພື້ນຜິວທີ່ທົດສອບແມ່ນເລີຍລຽບຢ່າງສົມບູນ, ຮູບຮ່າງຂອງການຫຼີ້ນຂອງແສງຈະເປັນເອກະພາບ. ຖ້າພື້ນຜິວທີ່ທົດສອບມີສ່ວນທີ່ຍື່ນຂຶ້ນແລະສ່ວນທີ່ຕຳລົງລົງ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມສູງທີ່ນ້ອຍນີ້ຈະປ່ຽນແປງໄລຍະທາງທີ່ແສງຕ້ອງເດີນທາງ, ສ້າງເປັນຮູບຮ່າງຂອງເສັ້ນທີ່ສົດໃສ່ແລະເສັ້ນທີ່ມືດທີ່ເບິ່ງຄືນກັບແຜນທີ່ທີ່ສະແດງລາຍລະອຽດຂອງພື້ນທີ່. ຊອບແວຈະຖອດລະຫັດຮູບຮ່າງຂອງເສັ້ນເຫຼົ່ານີ້ ແລ້ວປ່ຽນໃຫ້ເປັນແຜນທີ່ 3 ມິຕິທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງຂອງເນື້ອເພື້ອຂອງພື້ນຜິວ.

ເຕັກນິກການປະກອບດ້ວຍການສຸມແບບຄອນໂຟຄັນ (Confocal) ແລະ ການປ່ຽນແປງຈຸດສຸມ (Focus Variation)

ການແຊກແຊງບໍ່ແມ່ນເກມດຽວໃນເມືອງ. ວິທີການອີກຢ່າງ ຫນຶ່ງ ທີ່ໃຊ້ໃນການທົດສອບຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງພື້ນຜິວ optical ແມ່ນ confocal microscopy ຫຼືການປ່ຽນແປງຈຸດສຸມ. ໃນລະບົບເຫຼົ່ານີ້ ແສງຈະຜ່ານຮູປ່ອງນ້ອຍໆ ຫຼື ຊຸດຂອງທອງນ້ອຍໆ. ເຄື່ອງມືສະແກນຕາມລໍາລຽງໂດຍຜ່ານຈຸດສຸມ, ຖ່າຍຮູບໃນລະດັບສູງຫຼາຍຢ່າງ. ໃນແຕ່ລະ pixel, ຊອບແວຈະກໍານົດຄວາມສູງທີ່ແນ່ນອນ ບ່ອນທີ່ຈຸດນັ້ນໄດ້ສ່ອງແສງຢ່າງລະອຽດທີ່ສຸດ. ເອົາທັງ ຫມົດ ໃນລະດັບຄວາມສູງຂອງຈຸດສຸມໄປພ້ອມກັນ, ແລະທ່ານໄດ້ຮັບການສ້າງຄືນພື້ນຜິວ 3 ມິຕິຢ່າງລະອຽດ. ວິທີການນີ້ແມ່ນດີໂດຍສະເພາະ ສໍາ ລັບພື້ນທີ່ທີ່ມີທ່າທາງທີ່ເຂັ້ມງວດຫລືເນື້ອຫາທີ່ຂີ້ຮ້າຍເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ interferometer ຫໍ້ກັນ. ວິທີທັງສອງນີ້ມີຂໍ້ດີທີ່ສໍາຄັນ: ພວກເຂົາເກັບກໍາຂໍ້ມູນຫຼາຍລ້ານຈຸດໃນເວລາສອງວິນາທີ, ເຮັດໃຫ້ທ່ານມີຮູບພາບສະຖິຕິຂອງຕົວວັດຖຸທີ່ຂີ້ຮ້າຍເຊັ່ນ Ra, Rz, ແລະ Sa ໃນພື້ນທີ່ທັງ ຫມົດ ແທນທີ່ຈະເປັນເສັ້ນດຽວ.

ເປັນຫຍັງການບໍ່ຕິດຕໍ່ກັນຈຶ່ງປ່ຽນເກມການກວດກາ

ລັກສະນະທີ່ບໍ່ຕ້ອງສຳຜັດຂອງເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຂຸ່ມຂະຫນິ່ນຂອງພື້ນຜິວແບບເປັນຈັງຫວາ (optical) ເປີດໂອກາດໃຫ້ມີການນຳໃຊ້ທີ່ເຄື່ອງວັດແທກແບບສຳຜັດດ້ວຍເຂັມ (contact stylus) ບໍ່ສາມາດຈັດການໄດ້ເລີຍ. ສຳຫຼັບວັດຖຸທີ່ມີຄວາມນຸ້ມນວນເຊັ່ນ: ພັນທຸກະລະມະ (polymers), ຊັ້ນຫຸ້ມທີ່ໃຊ້ໃນດ້ານຊີວະແພດ, ແຜ່ນຢາງກາວ, ຫຼື ພື້ນຜິວທີ່ເພີ່ງຈະຖືກທາສີ. ເຂັມວັດແທກຈະເຈາະເຂົ້າໄປໃນວັດຖຸ ແລະ ທຳລາຍລັກສະນະທີ່ທ່ານຕ້ອງການວັດແທກ. ແຕ່ແສງ, ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຈະຖືກສະທ້ອນອອກມາໂດຍບໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຮ່ອຍເຄື່ອນໄຫວໃດໆ. ທ່ານຍັງສາມາດວັດແທກໄດ້ພາຍໃນລາຍລະອອງທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: ສ່ວນດ້ານລຸ່ມຂອງທໍ່ທີ່ໃຊ້ໃນການຄວບຄຸມການລົ້ນໄຫຼຂອງຂີ້ເຫຍື້ອ (microfluidic channel) ຫຼື ດ້ານຂ້າງຂອງຟັນເກີຣ໌ທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍ, ໂດຍບໍ່ມີເຂັມວັດແທກທີ່ເປັນຮູບຮ່າງຈິງໃດໆສາມາດເຂົ້າໄປເຖິງໄດ້. ແລະ ເນື່ອງຈາກບໍ່ມີການເຄື່ອນທີ່ເຊິ່ງເປັນການສຳຫຼວດແບບເຄື່ອນໄຫວທາງກົກ (mechanical scanning motion) ຕາມພື້ນຜິວ, ຄວາມໄວໃນການວັດແທກຈຶ່ງໄວຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການສຳຫຼວດເຂດໜຶ່ງໆ ທີ່ອາດຈະໃຊ້ເວລາຫຼາຍນາທີໃນການລາກເສັ້ນທີ່ລະເສັ້ນດ້ວຍເຄື່ອງວັດແທກແບບເຂັມ, ສາມາດຖືກຈັບພາບໄດ້ໂດຍລະບົບເປັນຈັງຫວາພາຍໃນບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເຖິງບໍ່ກີ່ເ......

ພາລາມິເຕີທີ່ຂໍ້ມູນໃຫ້ທ່ານ

ເມື່ອເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຂຸ່ນຂອງພື້ນຜິວແສງໄດ້ບັນທຶກຂໍ້ມູນພື້ນຜິວ 3 ມິຕິແລ້ວ, ໂປຣແກຣມຈະຄຳນວນຄ່າຕ່າງໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບພື້ນຜິວ. ຄົນສ່ວນຫຼາຍເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຄ່າຄວາມຂຸ່ນ 2 ມິຕິທີ່ຄຸ້ນເຄີຍເຊັ່ນ: Ra ແລະ Rz, ເຊິ່ງໂປຣແກຣມຈະຄຳນວນໄດ້ຈາກການດຶງເສັ້ນຮູບຮ່າງຈິນຕະນາການຜ່ານຊຸດຂໍ້ມູນ 3 ມິຕິ. ແຕ່ອຳນາດທີ່ແທ້ຈິງຂອງການວັດແທກແສງແມ່ນຢູ່ໃນຄ່າທີ່ກຳນົດຕາມເຂດພື້ນທີ່ (areal parameters) ຕາມມາດຕະຖານ ISO 25178. ຕົວຢ່າງເຊັ່ນ: ຄ່າ Sa ແມ່ນຄ່າທີ່ສອດຄ່ອງກັບ Ra ແຕ່ໃນຮູບແບບເຂດພື້ນທີ່, Sdq ບອກເຖິງຄວາມຊັນຂອງພື້ນຜິວ, Sdr ອະທິບາຍອັດຕາສ່ວນຂອງເຂດພື້ນທີ່ທີ່ພັດທະນາຂຶ້ນ (developed interfacial area ratio), ແລະ Svk, Spk ແລະ Sk ຈະແບ່ງວິເຄາະຄວາມຂຸ່ນພື້ນຖານ, ສ່ວນທີ່ເປັນຈຸດສູງທີ່ຫຼຸດລົງ, ແລະ ສ່ວນທີ່ເປັນຮ່ອງລຶກ ເພື່ອການວິເຄາະອັດຕາສ່ວນການຮັບນ້ຳໜັກ (bearing ratio analysis). ຂໍ້ມູນທີ່ລະອອງເຫຼົ່ານີ້ມີຄຸນຄ່າຢ່າງຍິ່ງໃນການເຂົ້າໃຈບໍ່ພຽງແຕ່ວ່າພື້ນຜິວນັ້ນມີຄວາມຂຸ່ນຫຼາຍປານໃດ, ແຕ່ຍັງເຂົ້າໃຈວ່າມັນຈະປະຕິບັດງານໄດ້ດີປານໃດໃນການປິດຜົນ, ການລ້ຽນ, ການຢູ່ຕິດ, ແລະ ການສຶກ.

ເງື່ອນໄຂທີ່ຄວນພິຈາລະນາໃນການນຳໃຊ້ກັບຊິ້ນສ່ວນຈິງ

ເຊັ່ນດຽວກັບເຕັກໂນໂລຢີທຸກປະເພດ, ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຂຸ່ມຂະຫວາຍຂອງພື້ນຜິວແສງມີຂອບເຂດໃນການນຳໃຊ້ຈິງ. ພື້ນຜິວທີ່ສາມາດຊົງແສງໄດ້ດີເກີນໄປອາດເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາບາງຢ່າງ, ແຕ່ລະບົບທີ່ທັນສະໄໝໃນປັດຈຸບັນສາມາດຈັດການກັບບັນຫາເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ດີດ້ວຍເຕັກນິກການສະຫຼາດໃນການສະຫຼາດແສງ. ວັດຖຸທີ່ແສງສະທ້ອນໄດ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຈັດຕັ້ງທີ່ລະອຽດເປັນພິເສດ ເນື່ອງຈາກແສງສາມາດເຂົ້າໄປໃນວັດຖຸແລະສະທ້ອນກັບຄືນຈາກຊັ້ນພື້ນທີ່ທີ່ຢູ່ເບື້ອງລຸ່ມ. ພື້ນຜິວທີ່ຂຸ່ມຂະຫວາຍຫຼາຍເກີນໄປທີ່ມີມຸມເອີງທີ່ຮຸນແຮງອາດເກີນຄວາມສາມາດໃນການຮັບແສງຂອງເລນສ໌ເປົ້າໝາຍ. ການເຂົ້າໃຈຂອບເຂດເຫຼົ່ານີ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານເລືອກເລນສ໌ເປົ້າໝາຍທີ່ເໝາະສົມ, ຊ່ວງມຸມເບິ່ງທີ່ເໝາະສົມ, ແລະ ໂໝດການວັດແທກທີ່ເໝາະສົມສຳລັບຊິ້ນສ່ວນທີ່ທ່ານຕ້ອງການ. ເມື່ອນຳໃຊ້ຢ່າງເໝາະສົມ, ຄຸນນະພາບຂອງຂໍ້ມູນ ແລະ ຄວາມໄວໃນການວັດແທກຈະດີເລີດຢ່າງນ່າທຶງ. ແລະ ສຳລັບການນຳໃຊ້ຫຼາຍປະເພດທີ່ເຄື່ອງວັດແທກແບບສຳຜັດ (contact stylus) ມີຄວາມຊ້າເກີນໄປ ຫຼື ມີຄວາມຮຸນແຮງເກີນໄປຕໍ່ຊິ້ນສ່ວນ, ເຄື່ອງວັດແທກຄວາມຂຸ່ມຂະຫວາຍແບບແສງຈະບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ທາງເລືອກເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ເປັນວິທີທີ່ເປັນໄປໄດ້ດຽວທີ່ຈະນຳໃຊ້ໄດ້.