近二十年來(lái)PSD(位敏檢測(cè)器)激光測(cè)量傳感器已經(jīng)成功地接受輪胎制造業(yè)的挑戰(zhàn)。在應(yīng)用中要求傳感器迅速而靈敏，產(chǎn)量高，采樣率多和使用距離長(zhǎng)。
隨著輪胎規(guī)格變得更嚴(yán)格，對(duì)于供應(yīng)商來(lái)說(shuō)輪胎的生產(chǎn)形成一種新的挑戰(zhàn)，它需要更快，更尖端發(fā)展，以及無(wú)論是在線還是離線應(yīng)用時(shí)都有著更準(zhǔn)確的測(cè)量和檢測(cè)系統(tǒng)。
制造商需要的是無(wú)須以犧牲準(zhǔn)確度為代價(jià)就能可靠的檢測(cè)輪胎的裝置和更高的產(chǎn)量，以及高的采樣率和更長(zhǎng)的距離。
對(duì)于輪胎工業(yè)來(lái)說(shuō)生產(chǎn)和產(chǎn)量就意味著一切。他們只能允許很少甚至沒(méi)有停工時(shí)間，后備庫(kù)存必須保持最低量。同時(shí)次品的手工復(fù)查也必須減到最小。
在這些應(yīng)用中，非接觸式激光測(cè)量傳感器要優(yōu)于傳統(tǒng)接觸/機(jī)械隨動(dòng)機(jī)，更甚于更早的那種每次測(cè)量時(shí)可重復(fù)性和產(chǎn)量都會(huì)變化的電容傳感器。
接觸式或機(jī)械隨動(dòng)機(jī)的最大缺點(diǎn)是這類傳感器需要在輪胎上清潔的通道進(jìn)行持續(xù)的測(cè)量。
當(dāng)輪胎轉(zhuǎn)速為60轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)時(shí)輪胎上的刻字或花紋會(huì)破壞接觸探針。而這些刻字和花紋也會(huì)由于不必要的反彈而嚴(yán)重降低其可重復(fù)性。與之相反，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)募す鉁y(cè)量傳感器不受表面紋理，顏色，速度或者不同環(huán)境的光的條件的影響。與接觸式傳感器相比，激光傳感器與探針磨損或反彈無(wú)關(guān)，可在較高的速率下收集數(shù)據(jù)。
在橡膠應(yīng)用中的性能要求
由于橡膠是黑色，它吸收表面上幾乎所有的光，這樣為了獲得高質(zhì)量的激光點(diǎn)像以及迅速對(duì)表面反射率做出調(diào)整，測(cè)量裝置需要足夠的光功率。
通常即便激光器具有最好的傳感器性能也要求激光的光斑比較小，頻率響應(yīng)要很快，以便從具有刻字和各種復(fù)雜形狀的胎面或側(cè)壁之類的斷面中獲得可靠的數(shù)據(jù)。
橡膠的待加工原料，典型的如從擠出機(jī)，壓延機(jī)或在輪胎成型過(guò)程中的未加工或未硫化的材料，通常還是熱而且粘的，具有黑色光澤表面，同時(shí)釋放出煙霧。測(cè)量得到的數(shù)據(jù)必須反映真實(shí)形狀尺度和輪廓。
它不應(yīng)受熱的，煙的環(huán)境或表面的影響，也不應(yīng)受測(cè)量角度或材料的紋理，亮度，斜面，速度或溫度的影響。
當(dāng)在高速的TUO(輪胎均一性)機(jī)器上測(cè)量旋轉(zhuǎn)的輪胎時(shí)，非接觸式傳感器必須迅速提供樣本以確保沒(méi)有漏過(guò)檢測(cè)任何缺損。
由于無(wú)接觸激光測(cè)量能迅速對(duì)過(guò)程變化做出反應(yīng)，因此對(duì)于這類應(yīng)用是理想的，它可以在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行高速不間斷的測(cè)量。
如何進(jìn)行三角測(cè)量
在橡膠和輪胎工業(yè)中大多的非接觸式傳感器用光學(xué)激光三角測(cè)量法來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量物體或表面。
在這種技術(shù)中一束光從傳感器發(fā)射到被測(cè)表面。它相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)光斷面顯微鏡，有時(shí)作為一種結(jié)構(gòu)化的光會(huì)被提及。在表面，激光發(fā)射光斑在一點(diǎn)上。在與激光形成的某個(gè)角度上，用透鏡形成影像或在這個(gè)影像平面的光斑照片，位置傳感的檢測(cè)器就置于這個(gè)影像平面。如果表面進(jìn)一步遠(yuǎn)離傳感器，檢測(cè)器的光斑變換到不同的點(diǎn)上。通過(guò)確定光斑的位置和測(cè)量相關(guān)的角度，傳感器到表面的距離可被確定。
有兩種主要的檢測(cè)器類型用于非接觸式三角測(cè)量傳感器。它們都是固態(tài)的，與具有粗糙結(jié)構(gòu)的電路芯片集成，只要適當(dāng)?shù)亟M裝傳感器外殼，即使在惡劣的環(huán)境中，其仍具有可靠的性能。
第一種傳感器類型是PSD或者稱為位置敏感檢測(cè)器;第二種是CCD也稱為帶電的耦合設(shè)備。
PSD是一種簡(jiǎn)單的元素檢測(cè)器，它把入射光轉(zhuǎn)換成連續(xù)的位置數(shù)據(jù)。本質(zhì)上說(shuō)它是一種模擬裝置。PSD傳感器應(yīng)用于很高的數(shù)據(jù)要求時(shí)，譬如普遍應(yīng)用于橡膠和輪胎工業(yè)中。PSD傳感器是為高頻率響應(yīng)，迅速控制光的功率和小的光斑而設(shè)計(jì)的。它們對(duì)光的等級(jí)的變化提供一個(gè)非常迅速的補(bǔ)償，這個(gè)特征在橡膠的應(yīng)用中是重要的。
CCD檢測(cè)器實(shí)質(zhì)上是一種數(shù)碼照相機(jī)的形式，通過(guò)一維和二維來(lái)完成。通常一維的CCD排列用于單點(diǎn)測(cè)量。二維的樣式與激光線性傳感器同時(shí)使用，這種傳感器可以在一個(gè)簡(jiǎn)單的圖象框架中測(cè)量二維的外形。CCD檢測(cè)器的首要缺點(diǎn)是與操作速度有關(guān)，這個(gè)速度一般要比從PSD獲得的小。
以PSD為基礎(chǔ)的激光傳感器對(duì)于輪胎和橡膠應(yīng)用是理想的，它正逐步替代刻度盤(pán)指示器，線性變量微分變壓器，電容，感應(yīng)和超聲的傳感器。
