从钢板到镜面：Optimap3 PSD多阶段表面粗糙度与波纹度监测方案

一、技术原理：相位测量偏转法 (PMD/PSD)

Optimap3 PSD 采用 Phase Stepped Deflectometry（相位步进偏转测量法） ，这是一种白光光学非接触测量技术：

- 测量原理：内部显示屏投射正弦波形条纹图案，经表面反射后被高分辨率相机捕获

- 相位步进：条纹图案在X和Y方向进行动画相位移动，通过几何关系计算每一点的法线方向

- 表面重建：通过微分计算获取曲率场，对局部高度变化（缺陷）具有极高灵敏度

核心优势：无需在表面移动，完全光学测量，避免接触损伤 

二、多阶段监测方案架构

三、核心技术参数 

参数规格

测量视野   65 × 54 mm（大面积代表性测量）

纵向分辨率   ≤ 0.1 μm（Z轴）

横向分辨率   ≤ 37 μm（X-Y轴）

测量时间   < 10 秒

测量数据   Du(<0.1mm), Ka(0.1-0.3mm), Kb(0.3-1mm), Kc(1-3mm), Kd(3-10mm), Ke(10-30mm), RaX, RaY, Sa, Rsm

表面适用范围   哑光(2.0GU@60°) 到 镜面

滤波选项   波扫描带滤波、ISO GPS、高通/低通/带通

四、双模式测量系统 

Optimap3 配备双焦点系统，自动适应不同表面：

1. 反光模式（高频条纹）：用于镜面、高光泽表面测量

2. 晦涩模式（低频条纹）：用于哑光、低反射率表面测量

自动检测：系统可自动识别表面反射率水平并调整设置 

五、关键测量指标与缺陷检测 

5.1 表面纹理与波纹度

- 波纹度(Waviness)：0-30级，表征表面整体波浪状变形

- 橘皮(Orange Peel)：表面类似橘子皮的纹理结构

- 主结构尺寸(Dimension)：0.5-8mm，1.5m处可见的主要结构大小

5.2 缺陷检测能力

六、TAMS 全外观测量系统（可选配）

对于汽车等高端应用，可集成 TAMS (Total Appearance Measurement System) 算法：

- Quality (品质指数)：0-100%，综合对比度、清晰度、波纹度

- Harmony (和谐指数)：评估相邻表面一致性（如车门与翼子板匹配度）

- 对比度(Contrast)：反射图像明暗差异

- 清晰度(Sharpness)：反射图像细节锐度

七、数据输出与集成 

7.1 实时分析功能

- 3D表面视图：即时生成三维形貌图，支持旋转、缩放

- 截面视图：触屏任意位置生成X/Y方向截面曲线

- 横截面分析：检测和表征表面不规则性

7.2 数据导出格式

- 地图文件：3D形貌图、曲率图、高度图

- CSV数据：可与第三方软件（如MOUNTAINS）兼容

- 结果数据库：支持SPC系统集成

7.3 离线分析软件

- Optimap Reader/Ondulo Pro：高级纹理/缺陷分析

- 报告生成：拖拽式数据转移到Word

八、硬件配置与便携性 

配置项规格

处理器Intel i7 Gen 5

显示屏10.1英寸电容触摸屏 (1280×800)

相机3.2 MP双焦点

存储256 GB

电池12000mAh锂电，续航3-4小时

重量3.5 Kg

通讯LAN, USB, SD卡

携带方式6点线束锚（工厂疲劳-free测量）

配件：

- 标准测量底座

- 非接触湿膜测量底座（湿漆测量专用）

- 可定制底座（适配大型曲面零件）

九、典型应用场景 

1. 汽车行业：车身面板、保险杠、镀铬装饰条，从钢板基材到清漆层全流程监控

2. 家电行业：冰箱/洗衣机面板，高光泽表面质量控制

3. 消费电子：手机/笔记本外壳，金属抛光与涂层表面

4. 航空航天：机身涂装质量，严苛环境下的表面耐久性

5. 金属加工：不锈钢板、铝板从轧制到镜面抛光的全过程监测

十、方案优势总结

优势说明

全流程覆盖   从哑光钢板到镜面成品，单一设备完成

湿膜唯一性   唯一能测量湿漆橘皮的便携式仪器

非接触安全    不损伤表面，适用于最高品质镜面

快速高效   10秒内完成65×54mm大面积测量

客观量化   替代主观目视检查，提供可追溯SI单位数据

高分辨率   37μm横向分辨率，捕捉人眼不可见缺陷

便携灵活   实验室、工厂、现场均可使用

该方案通过 Optimap3 PSD 的先进相位测量偏转技术，实现了从钢板基材粗糙度到镜面成品外观的全链条表面质量监控，特别适用于对表面品质要求极高的汽车制造、高端家电和精密金属加工行业。