面对±5微米级精密管道内径检测，如何选择激光、接触或气动测量方案以克服形位公差与深孔挑战？【工业质检】

1. 管道内径的基本结构与技术要求

想象一下，一个精密管道，就像是航空发动机里的燃油导管、液压系统里的油缸或是医疗器械中的微型导管。它们都是用来传输流体、气体或承载精密部件的。这些管道的内径（也就是管道内部的直径）和内表面质量，是决定其功能和性能的关键。如果管道内径尺寸不准，比如过大，液体可能泄漏或流量不稳定；如果过小，则可能导致堵塞或流量不足。

除了单纯的内径尺寸，管道内部还有很多需要关注的“几何形状”要求。例如：

• 圆度： 想象一下管道横截面，它应该是一个完美的圆形。如果它有点像鸡蛋形或椭圆形，就称之为圆度误差。这会影响流体的均匀流动，在精密配合的场合甚至可能导致部件卡死。

• 圆柱度： 这是圆度在管道轴线方向的延伸。一个理想的管道，从头到尾都应该是完美的圆柱体，不会像一个瓶子那样有粗有细、有弯有扭。圆柱度误差会影响活塞、轴等部件在管道内的顺畅运动和密封性。

• 直线度： 管道的中心线应该是一条笔直的线，不能弯曲。如果管道弯了，不仅会影响流体传输效率，还可能导致内部运动部件的磨损加剧。

• 锥度： 有些管道设计上就是锥形的，即内径从一端到另一端逐渐变化。这时就需要精确测量这种变化的坡度是否符合设计要求。

• 同心度： 如果管道内部有多个同轴的特征，例如阶梯孔，那么这些孔的中心线应该严格对齐。

• 表面粗糙度与缺陷： 管道内壁的光滑程度以及是否存在划痕、毛刺、凹坑等缺陷，对流体的阻力、耐腐蚀性以及内部部件的寿命都有直接影响。

在±5微米（μm）的精度下进行测量，这意味着我们要求的测量结果与真实值之间的偏差不能超过5微米，这相当于头发丝直径的约十分之一。在很多高科技领域，比如航空航天、汽车制造、医疗设备、半导体工业等，这种超高精度的内径测量是产品质量控制和功能实现的基石。

2. 针对管道内径测量的相关技术参数简介

在精密管道内径测量中，我们通常需要监测和评估以下几种几何参数：

• 内径 (ID, Inner Diameter)： 这是最基本的参数，指管道横截面内部任意两点间通过圆心的距离。评价方法通常是测量多个截面、多个方向的直径值，取其平均值、最大值或最小值。

• 圆度 (Roundness)： 衡量管道横截面形状与理想圆的接近程度。评价方法是将测量点的轮廓与一个基准圆（如最小二乘圆、最小外接圆、最大内切圆或最小区域圆）进行比较，计算出轮廓与基准圆之间的最大径向偏差。圆度误差越小，管道横截面越接近圆形。

• 圆柱度 (Cylindricity)： 衡量管道实际表面与理想圆柱面的接近程度。它综合了圆度、直线度和轴线平行度等因素。评价方法是通过多个截面的圆度测量和沿轴向的直线度测量，来确定包络被测表面的最小圆柱面或被包络的最大圆柱面，并计算其径向偏差。

• 直线度 (Straightness)： 描述管道中心线与理想直线的偏差。评价方法是沿管道轴线方向测量中心线的实际位置，并将其与一条理论直线进行比较，计算最大偏离量。

• 锥度 (Taper)： 衡量管道内径沿轴线方向变化的程度。对于锥形管道，评价方法是测量不同轴向位置的内径，计算其与设计锥角或锥度的偏差。

• 同心度 (Concentricity)： 衡量管道内多个同轴特征（例如不同直径的阶梯孔）轴线重合的程度。评价方法是分别确定各个特征的中心线，并计算这些中心线之间的最大偏离距离。

• 表面缺陷三维轮廓： 不仅包括划痕、毛刺、凹坑等常见的表面缺陷，还可能包括内壁的腐蚀、磨损等。评价方法通常是通过高密度点云数据建立三维模型，然后利用图像处理和几何分析算法来识别、量化和评估这些缺陷的尺寸、形状和位置。

3. 实时监测/检测技术方法

在±5微米甚至更高的精度要求下测量管道内径，目前市面上主流的技术方案各有千秋，我们可以将其归纳为几大类。

（1）市面上各种相关技术方案

a. 激光三角测量/扫描技术

这种技术是非接触式测量的代表，非常适合那些不允许接触、表面敏感或难以接触的工件。

工作原理和物理基础：

激光三角测量（或激光扫描）的核心思想是利用光学三角几何原理来测量距离。当一个激光发射器（通常是点激光或线激光）向管道内壁投射一束光线时，会在内壁上形成一个光斑。这个光斑反射的光线会被一个高分辨率的图像传感器（如CMOS或CCD）在特定角度接收。由于激光发射器、被测表面上的光斑和图像传感器之间构成一个固定的三角形，当管道内壁的距离发生变化时（也就是三角形的边长变化），反射光斑在图像传感器上的成像位置也会随之移动。

我们可以形象地理解这个过程：想象你用一个精确的手电筒（激光发射器）从一个固定角度去照一个墙壁（管道内壁），同时你用一个带有刻度尺的相机（图像传感器）从另一个固定角度去观察这个光斑。如果墙壁离你近一点，光斑在相机刻度尺上的位置就会在某一点；如果墙壁离你远一点，光斑在刻度尺上的位置就会向另一方向移动。通过精确测量光斑在刻度尺上“挪动”了多少（即在传感器上的位置偏移量），结合系统预先校准好的几何参数（比如激光器到传感器的基线距离、传感器焦距等），就可以通过三角函数关系计算出光斑到测量头的径向距离。

假设激光发射器与接收器之间有一个固定的基线距离 L，激光束以角度 alpha 入射到被测表面，反射光线以角度 beta 返回到探测器。当被测距离 Z 变化时，探测器上的光斑位置 x 也会变化。通过几何关系，可以建立 Z 与 x 之间的函数关系。例如，在理想的二维平面内，测量距离 Z 可以表示为 Z = L * sin(alpha) / sin(alpha + beta)，而 beta 又与探测器上的光斑位置 x 相关。在实际系统中，会通过复杂的几何模型和非线性校准算法，将传感器上光斑的像素偏移量精确地转换为对应的距离值。

对于管道内径测量，通常有两种实现方式：* 多传感器固定阵列式： 测量头内部集成多个激光位移传感器，这些传感器以特定角度均匀分布在圆周上，同时向内壁发射激光，并同步接收反射光。通过测量多个点的径向距离，可以实时计算出该截面的内径、圆度等参数。这种方式测量速度快，但通常无法获得完整的3D轮廓。* 旋转激光扫描式： 测量头内部只有一个或少数几个激光位移传感器，但整个测量头或传感器本身可以围绕管道轴线进行高速旋转。当传感器旋转并沿轴线方向移动时，它会不断发射激光并采集内壁表面的点云数据。通过这种方式，可以获得管道内壁的高密度三维点云模型，从而计算内径、圆度、圆柱度、锥度以及识别表面缺陷等。这种方式能够提供更全面的几何信息，但测量时间相对固定阵列式可能稍长。

核心性能参数的典型范围：* 精度： +/- 2 µm 至 +/- 10 µm (取决于传感器质量和测量环境)* 分辨率： 0.1 µm 至 1 µm (距离分辨率)，角度分辨率可达弧分级别* 测量速度： 数千点/秒至数百万点/秒* 测量范围： 毫米级至数米级，适应性广

技术方案的优缺点：* 优点： * 非接触式： 不损伤工件表面，尤其适用于软性、易损或已完成精加工的材料。 * 速度快： 激光传感器响应迅速，旋转扫描能快速获取大量点云数据，适合自动化和在线检测。 * 信息丰富： 可获得被测表面的三维点云数据，不仅能计算内径，还能分析圆度、圆柱度、直线度、锥度以及表面缺陷的完整轮廓。 * 适应性广： 可测量多种材料，对复杂几何形状（如异形管、锥形管）适应性好。 * 深度测量： 结合平移机构，可测量长达数米甚至数百米的深管。* 缺点： * 表面敏感： 被测物表面颜色、光泽度、粗糙度等特性会影响激光的反射和信号质量，可能导致测量误差或漏点。例如，镜面反射表面可能会导致激光光斑过亮或信号缺失。 * 光学可达性： 需要激光束能够直接照射到被测表面并反射回传感器，对于有遮挡或复杂内部结构的管道可能受限。 * 环境影响： 灰尘、油雾等颗粒物可能干扰激光路径，影响测量精度。 * 成本： 高精度激光传感器和配套的运动控制、数据处理系统通常成本较高。

b. 机械接触式测量技术

机械接触式测量是最传统也是最可靠的精密测量方法之一。

工作原理和物理基础：

这种技术通过物理接触的方式，利用一个具有已知形状和尺寸的测头（探针）去接触管道的内壁。测头通常固定在一个高精度的位移传感系统上，当测头沿管道内壁移动或扫描时，内壁表面的微小起伏会导致测头产生相应的位移。这些位移变化会被高精度的传感器（如电感式传感器、LVDT线性可变差动变压器或应变片）实时捕捉，并转化为电信号。通过精确校准，这些电信号可以直接反映测头的实际位置，从而计算出管道内壁的几何尺寸和形位误差。

核心性能参数的典型范围：* 精度： +/- 0.5 µm 至 +/- 2 µm (对于直径测量)，形位误差测量可达纳米级* 分辨率： 0.01 µm 至 0.1 µm* 测量速度： 相对较慢，通常为手动或半自动操作，扫描速度一般为数毫米/秒* 测量范围： 直径从1 mm到数百毫米不等，取决于测头尺寸和测量仪器的行程。

技术方案的优缺点：* 优点： * 精度极高： 在形位误差（如圆度、圆柱度）测量方面具有无可比拟的优势，常被作为校准其他测量设备的基准。 * 抗表面特性干扰： 不受被测物表面颜色、光泽度、粗糙度等光学特性的影响，对各种材料表面都适用。 * 原理直观可靠： 物理接触直接，测量结果稳定可靠。 * 可溯源性好： 容易通过标准量块进行校准。* 缺点： * 接触损伤： 测头与工件接触可能在软性或精密加工表面留下痕迹，不适合易损工件。 * 测量速度慢： 测头需要缓慢扫描，效率较低，不适合在线批量检测。 * 探头可达性受限： 对于深孔、小孔或复杂内部结构，探头的设计和进入可能受限，需要定制专用探头。 * 磨损问题： 测头本身在使用中可能发生磨损，影响测量精度，需要定期检查和更换。 * 测量三维形貌能力有限： 虽然能测量形位误差，但获取完整的表面三维点云数据不如激光扫描方便。 * 成本： 高精度机械接触式设备（如超高精度圆度仪）通常价格昂贵。

c. 非接触式气动测量技术

气动测量是一种独特的非接触式方法，主要用于孔径的精密测量。

工作原理和物理基础：

气动测量的原理是利用气体射流与被测孔壁之间的间隙变化来间接测量尺寸。精密气动测量头插入被测孔中，测量头上的喷嘴会向孔壁喷射恒定压力的压缩空气。当孔径大小发生变化时，喷嘴与孔壁之间的间隙也会随之改变。根据流体力学原理，这个间隙的大小直接影响了空气流出的阻力，进而改变了测量头内部的空气背压。

可以这样理解：你拿一个吹气球的管子去吹一个不同大小的瓶子口。如果瓶子口大，气流很容易出去，你感觉到的阻力（压力）就小；如果瓶子口小，气流出去困难，你感觉到的阻力（压力）就大。气动量仪就是通过高精度的压力传感器，将这种空气背压的变化精确地转换为电信号。通过预先使用标准量规进行校准，系统就能将这些电信号转化为准确的孔径尺寸。

核心性能参数的典型范围：* 分辨率： 可达 0.1 µm* 精度： 通常在 +/- 0.5 µm 至 +/- 2 µm 之间* 重复性： 优于 0.2 µm* 测量速度： 极快，几乎是瞬时响应，适用于在线批量检测。* 测量范围： 直径通常在1 mm至200 mm之间。

技术方案的优缺点：* 优点： * 非接触式： 避免对工件造成损伤和磨损，特别适合软性材料或已完成精加工的表面。 * 测量速度极快： 几乎是瞬时测量，非常适合生产线上的高速批量检测。 * 高精度和高重复性： 在孔径尺寸测量方面表现卓越，且受操作者影响小。 * 环境适应性强： 气流能吹散测量区域的灰尘、切屑和油污，可在恶劣工况下稳定工作。 * 无机械磨损： 测量头本身没有运动部件，寿命长。* 缺点： * 专用性强： 每个测量头只能测量特定尺寸范围的孔径，更换不同尺寸的孔需要更换测量头，灵活性差。 * 无法测量形位误差： 主要用于测量平均直径或特定截面的直径，难以全面评估圆度、圆柱度、锥度等复杂的形位误差和表面缺陷。 * 无法获取三维轮廓： 无法生成工件的完整三维模型。 * 对气源要求高： 需要稳定的压缩空气源和过滤系统，以保证测量精度。

（2）市场主流品牌/产品对比

这里我们对比几家在精密测量领域有口皆碑的品牌及其技术特点：

• 日本基恩士 (非接触式多光谱光学测量) 日本基恩士的TM-X5000系列采用创新多光谱光学和双远心透镜技术，通过发射多束平行光线，利用高精度图像传感器接收穿过或被遮挡的光线来计算尺寸。这种非接触式测量方式避免了对工件的损伤，测量速度可达16,000次/秒，非常适合在线批量检测。其直径测量精度可达+/- 1 µm，重复性高达+/- 0.05 µm，对操作人员技能要求低。然而，其主要应用于中小型工件的通孔或浅阶梯孔，通用内径测量范围通常不公开。

• 英国真尚有 (激光扫描/多激光位移传感器测量) 英国真尚有的ZID100内径测量仪是为客户定制的非接触式测量系统，专门设计用于精确测量管道内径。该系统提供两种工作模式：一种是集成多个激光位移传感器以测量内径，另一种是通过旋转激光传感器进行内表面激光扫描。英国真尚有的ZID100内径测量仪的精度最高可达±2μm，最小可测内径为4mm，且可检测管道的内径、圆度、圆柱度、平行度、锥度、直线度、同心度以及表面缺陷三维轮廓等多种参数。该系统具有高分辨率扫描能力，并能够生成内表面的3D模型。此外，该系统还支持自走式或牵引式平移机构，可测量长达1000米的深管。该系统还可选配保持测量模块对齐管道轴线的固定支架、管道直线度测量模块、视频检测模块以及Wi-Fi模块等组件，以满足不同的应用需求。

• 意大利马波斯 (非接触式气动测量) 意大利马波斯的P7UP系列气动量仪通过精密气动测量头向孔壁喷射压缩空气，根据空气背压的变化来测量孔径。它是一种非接触式测量方法，无机械磨损，不损伤工件。测量速度极快，分辨率可达0.1 µm，精度通常在+/- 0.5 µm至+/- 2 µm之间，重复性优于0.2 µm。这种技术对环境适应性强，特别适用于软性材料、薄壁件和超精密孔径的在线检测。其测量范围通常可覆盖直径1mm至200mm。

• 德国蔡司 (混合测量原理) 德国蔡司的O-INSPECT系列是多传感器测量机，集成了接触式探头（如VAST XXT扫描探头）和非接触式光学传感器（高分辨率摄像头与变焦镜头）。光学传感器负责快速测量孔的入口、边缘和浅层阶梯，而接触式探头则深入孔深处，精确测量深层阶径内径、圆度、圆柱度等。其光学测量不确定度MPE_E(XY) = (1.5 + L/200) μm，接触式测量不确定度MPE_E = (1.8 + L/300) μm。这种混合测量方式结合了两种技术的优势，尤其适用于复杂工件和深层阶梯孔的全面三维测量，软件功能强大。

• 英国泰勒霍普森 (接触式超高精度扫描测量) 英国泰勒霍普森的Talyrond 500系列是超高精度圆度/圆柱度测量仪，采用高精度空气轴承主轴和可更换的接触式测头。在工件旋转时，测头沿孔壁扫描，精密传感器实时采集位移数据，精确评估圆度、圆柱度、同轴度、直线度等形位误差。其圆度精度可达+/- 0.015 µm，圆柱度精度0.15 µm / 50 mm，是业界在形位误差测量方面的领先者。测量直径范围可达1 mm - 350 mm。适用于航空航天、精密轴承等对精密内孔质量要求严苛的行业。

（3）选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

在选择用于精密管道内径测量的设备或传感器时，有几个核心技术指标是您必须深入了解和考量的：

1. 测量精度 (Accuracy)： 这是衡量测量结果与真实值接近程度的指标。例如，±5微米精度意味着测量值与实际值之间的最大偏差在正负5微米之内。精度受多种因素影响，包括传感器本身、环境温度、振动、校准方法等。

   • 实际意义与影响： 精度直接决定了您的产品是否符合公差要求。如果精度不足，即使产品合格也可能被误判为不合格，导致返工浪费；反之，不合格产品可能被误判为合格，导致后续装配或使用中出现严重问题。

   • 选型建议： 根据产品设计图纸上的公差要求来选择。一般建议所选设备的精度至少是公差带的1/5到1/10。例如，公差为±10微米，那么选择精度为±1到±2微米的设备会比较保险。

2. 测量重复性 (Repeatability)： 指在相同条件下，对同一被测物进行多次测量，所得结果之间的一致性程度。高重复性表示每次测量结果都非常接近。

   • 实际意义与影响： 重复性是衡量测量系统稳定性和可靠性的关键指标。如果重复性差，即使平均精度尚可，单次测量的结果也可能波动很大，导致无法对产品质量做出可靠判断。

   • 选型建议： 重复性通常应远优于精度要求。在选择时，应确保设备的重复性满足您对过程稳定性的要求，尤其是在线检测或自动化生产线中，重复性比绝对精度有时更为关键。

3. 测量分辨率 (Resolution)： 指设备能够识别的最小尺寸变化量。例如，0.1微米的分辨率意味着设备能区分0.1微米大小的微小变化。

   • 实际意义与影响： 分辨率决定了设备能够“看到”的细节程度。如果分辨率不足，即使有微小的尺寸或形貌变化，设备也可能无法察觉。

   • 选型建议： 分辨率应至少是所需测量精度的一个数量级或更小。例如，如果您需要达到±5微米的精度，那么分辨率最好在0.1微米到0.5微米之间。对于表面缺陷检测，分辨率越高越好。

4. 测量范围 (Measurement Range)： 指设备能够测量的最大和最小内径尺寸，以及在轴向方向的测量长度。

   • 实际意义与影响： 测量范围直接决定了设备能处理的工件种类。如果测量范围太小，无法测量大型管道；如果最小测量范围太大，则无法测量微型孔。

   • 选型建议： 务必确认设备的测量范围能够完全覆盖您所有待测管道的内径尺寸和所需测量长度。例如，对于深长管道，需要考虑探头的平移机构和测量深度。

5. 测量速度 (Measurement Speed)： 指设备完成一次测量或扫描所需的时间，通常以每秒测量的点数或每秒完成的截面数量来表示。

   • 实际意义与影响： 测量速度直接影响生产效率和检测周期。对于在线批量生产，高速测量至关重要；对于研发或抽检，速度可能不是首要考虑因素。

   • 选型建议： 对于高速自动化生产线，应优先选择非接触式、响应时间快的激光扫描或气动测量设备。对于需要获取高密度三维模型的复杂检测，则需要在速度和数据量之间权衡。

6. 接触式 vs. 非接触式：

   • 接触式： 精度高，不受表面光学特性影响，但可能损伤工件，速度慢，探头磨损。

   • 非接触式： 不损伤工件，速度快，可获取3D数据，但受表面光学特性和环境影响。

   • 选型建议： 如果被测管道表面极易损伤、材质较软或需要在线快速检测，非接触式是首选。如果对形位误差要求极高、表面粗糙度较大或需要最高级别的溯源性，且不介意接触可能带来的影响和测量速度，则考虑接触式。对于需要全面信息的复杂几何体，混合式测量系统可能是最佳选择。

7. 软件功能与数据处理：

   • 实际意义与影响： 强大的软件能方便地进行数据分析、三维建模、缺陷识别、报告生成。好的软件能显著提高工作效率和分析深度。

   • 选型建议： 评估软件是否易用、功能是否全面、能否导出常见数据格式、是否支持自定义分析和报告。尤其要关注其是否能满足您对圆度、圆柱度、锥度等复杂参数的计算和评估需求。

（4）实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

在精密管道内径测量，尤其是在±5微米精度级别下，实际应用中会遇到一系列挑战。

1. 问题：工件表面特性的影响（针对非接触式激光测量）

   • 原因： 激光测量依赖于激光在物体表面的漫反射。如果管道内壁是高光镜面（如抛光不锈钢），激光容易产生镜面反射，导致接收器接收不到足够的光信号或信号过强，形成测量盲区或饱和；如果表面粗糙度高或颜色深，则可能导致信号弱或噪声大。

   • 影响： 测量数据缺失、精度下降、重复性变差，甚至无法测量。

   • 解决建议：

     • 表面处理： 对于高光镜面，可考虑在测量区域喷涂一层极薄的漫反射剂（如显影剂、哑光漆），测量后再擦除，但这会引入额外工序。

     • 传感器选择： 选择具有HDR（高动态范围）或多点激光模式的传感器，它们能更好地应对不同表面反射特性。

     • 调整角度： 调整激光发射和接收角度，以避开镜面反射。

     • 光源优化： 采用不同波长或偏振光的激光，或更窄带滤光片以增强信号。

2. 问题：温度变化和热膨胀

   • 原因： 测量环境温度波动、工件自身温度（如刚加工完成的工件）或设备长时间运行产生的热量，都会导致工件和测量设备发生热胀冷缩。即使是微小的温度变化，在微米级精度下也会产生显著影响。金属材料的热膨胀系数一般在10-20微米/米·摄氏度。

   • 影响： 测量结果出现漂移，读数不稳定，精度无法保证。

   • 解决建议：

     • 恒温环境： 将测量设备放置在恒温恒湿的测量室中，将工件在测量前进行充分恒温。

     • 材料热膨胀补偿： 如果无法实现恒温，则需测量工件温度，并在软件中进行热膨胀系数补偿。

     • 缩短测量时间： 尽量缩短单次测量时间，减少温度变化累积效应。

3. 问题：测量探头的轴线对齐与定位精度

   • 原因： 无论是接触式还是非接触式测量，探头在管道内的轴线对齐精度至关重要。如果探头与管道轴线不平行或存在偏心，测量到的径向距离将不准确，特别是对于圆度、圆柱度、直线度等形位公差。

   • 影响： 导致测量结果出现系统性误差，形位公差评估严重失真。

   • 解决建议：

     • 高精度平移机构： 选择带有高精度导轨和伺服控制系统的平移机构，确保探头在管道内移动时轴线稳定。

     • 自居中设计： 探头应具备一定的自居中能力或可调节的对齐机构。一些先进的系统会通过多点测量或预扫描来自动计算并校正探头的偏心和倾斜。

     • 辅助校准： 使用标准校准环进行多点校准，并定期检查探头的对齐状态。

4. 问题：深长管道的测量可达性和稳定性

   • 原因： 对于长度达数米甚至数百米的深管，探头需要深入管道内部。这不仅要求平移机构具备足够的行程和稳定性，还需要解决长距离线缆传输、信号衰减以及探头在深处可能遇到的振动问题。

   • 影响： 探头难以到达目标位置，测量数据不稳定，信号传输受损。

   • 解决建议：

     • 模块化探头设计： 选用坚固、紧凑且具备良好抗震性能的探头。

     • 自驱动/牵引机构： 配备可靠的自驱动或牵引平移机构，确保探头在深管内的稳定移动。

     • 无线传输/信号放大： 采用Wi-Fi模块进行数据无线传输，或在长距离线缆传输中增加信号放大器，确保数据完整性。

     • 管道内部清洁： 确保管道内部清洁，避免灰尘、油污影响探头移动和测量。

4. 应用案例分享

• 航空航天发动机部件： 在涡轮叶片、燃烧室或液压管路中，精密管道的内径及圆度直接影响发动机的性能和安全性。激光扫描技术可以无损、高效地检测这些关键部件的内部几何尺寸和表面缺陷。例如，英国真尚有的ZID100内径测量仪就可用于此类场景，它能提供定制化的解决方案，以满足航空航天领域对精度和可靠性的严格要求。

• 汽车制造中的发动机气缸和油缸： 发动机气缸、液压油缸等部件内径的圆度、圆柱度、直线度对发动机的压缩效率、活塞的密封性和寿命至关重要。接触式或非接触式高精度测量系统用于确保这些关键参数满足设计要求。

• 医疗器械（如导管、注射器）： 医疗导管的内径尺寸和内壁光滑度直接影响流体输送的精准性和生物兼容性。非接触式激光测量能够对微小内径的医疗导管进行高精度、无菌无损检测。

• 石油天然气管道（深孔钻探设备）： 在深孔钻探或石油天然气开采中，钻杆、套管等长管的内径、磨损和腐蚀情况需要定期检测，以确保其结构完整性和运行安全。带有自走式平移机构的激光扫描系统可以深入数千米长的管道进行检测。

• 精密轴承制造： 轴承内圈的内径和圆度精度是决定轴承旋转精度和寿命的关键。超高精度接触式圆度测量仪能够精确评估这些参数，确保轴承满足高端应用的需求。