現(xiàn)代制造業(yè)已經(jīng)是一個(gè)傳感器驅(qū)動(dòng)的世界，幾乎在所有的制造過(guò)程中，精確的實(shí)時(shí)測(cè)量在很大程度上依賴(lài)于傳感器。在引入光學(xué)技術(shù)后，傳感器朝著更快速、更精確、更可靠的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)測(cè)量方式相比，光學(xué)測(cè)量傳感器，尤其是激光測(cè)量傳感器由于其非接觸且快速測(cè)量的能力在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。其中最典型的應(yīng)用例子就是高精度的激光位移傳感器，常用于長(zhǎng)度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測(cè)量，其應(yīng)用場(chǎng)景還外延至振動(dòng)測(cè)量、輪廓檢測(cè)、厚度測(cè)量、曲率測(cè)量、透明物體的厚度測(cè)量等多方面。
漠陽(yáng)谷依靠核心團(tuán)隊(duì)在光電通信及非接觸式振動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)的深厚技術(shù)積累，利用其集成光學(xué)芯片技術(shù)的優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)了一種新型的激光位移傳感器系列。如圖1所示，我們將光學(xué)相干檢測(cè)光路，測(cè)距光路集成在光學(xué)芯片上， 并通過(guò)一個(gè)一體化封裝將集成光學(xué)芯片、激光二極管、探測(cè)器陣列和光學(xué)透鏡組成一個(gè)小型化激光傳感模組。再通過(guò)自主研發(fā)的FMCW測(cè)距算法， 實(shí)現(xiàn)中短距離情況下適用于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)線的高精度位移測(cè)量。
相較于基恩士的LK-G5000系列三角法位移傳感器和CL-3000系列白光共焦法位移傳感器，漠陽(yáng)谷自主研發(fā)的MMD系列激光位移傳感器的主要特點(diǎn)是統(tǒng)一采用了同軸測(cè)量這一更方便靈活的測(cè)量方式，在滿足了同等的位移測(cè)量精度的情況下，可以在更低的成本下支持相對(duì)更遠(yuǎn)工作距離及匹配的工作范圍和更快的測(cè)量速度。 下表中簡(jiǎn)單對(duì)比了摯感的MMD-G6000型位移傳感器在性能指標(biāo)與基恩士的兩類(lèi)位移傳感器產(chǎn)品所進(jìn)行的一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)比。
指標(biāo) | Keyence LK-G5000型 | Keyence CL-3000型 | MMD-G6000型 | ||
典型距離下典型測(cè)量精度 | 0.2mm@100mm | 0.2mm@70mm | 0.25mm@150mm | ||
典型采樣速度 | 10K/s | 10K/s | 5M/s | ||
平均次數(shù) | 65525 | 16384 | 10K | ||
典型距離處有效測(cè)量范圍 | +/-25mm | +/-10mm | +/-25mm | ||
測(cè)量線性度 | 測(cè)量范圍的0.02% (10mm @50mm 測(cè)量范圍) | +/-2mm | <+/-0.02% | ||
傳感頭與驅(qū)動(dòng)/處理單元分離 | 傳感器+放大器+控制器 | 光纖傳感頭+光學(xué)單元+控制器 | 傳感器/控制器一體 | ||
尺寸/體積 | 傳感器82x76x33 (mm3) |
| 傳感器80x50x22 (mm3) | ||
輸出激光等級(jí) | Class 2, <1mW output |
| Class 1, <5mW output | ||
激光波長(zhǎng) | 633 nm (visible red) | 可見(jiàn)光波段 | 1310 nm | ||
適用應(yīng)用范圍 舉例 | 不透明表面位移 | ? | ? | ? | |
透明表面位移（液面） |
| ? | ? | ||
透明物體厚度 | ? | ? |
| ||
快速走移表面 |
|
| ? | ||
深孔檢測(cè) |
| ? | ? | ||
從上表的對(duì)比中可以看出，漠陽(yáng)谷的MMD-G6000系列激光位移傳感器振動(dòng)傳感器首先在測(cè)量精度等指標(biāo)上與基恩士的LK-G5000系列和CL-3000系列位移傳感器有相同等級(jí)的位移測(cè)量精度，但摯感產(chǎn)品的采樣率和有效數(shù)據(jù)更新率更快，更適合高速移動(dòng)下的位移測(cè)量。并且漠陽(yáng)谷的產(chǎn)品采用了一體化的設(shè)計(jì)，從傳感器本身的體積到控制器的集成度，都與另兩類(lèi)有質(zhì)的區(qū)別，尤其適合在有限空間下實(shí)現(xiàn)多通道多部位的位移傳感。
總體看來(lái)，漠陽(yáng)谷的激光同軸位移傳感器采用了自主研發(fā)的非線性調(diào)頻連續(xù)波調(diào)制解調(diào)（FMCW）技術(shù)，基于光學(xué)相干接收原理，具有光功率極低（距離15cm外輸出光功率僅需5mW）、測(cè)量范圍廣（可以測(cè)量從幾厘米到4米范圍內(nèi)的物體）、測(cè)量精度高（理論精度位測(cè)量距離的（10^(-5）)、抗干擾性強(qiáng)（只對(duì)自身光源波長(zhǎng)敏感，可以抵抗任何環(huán)境光的干擾）等特點(diǎn)。某種程度上，漠陽(yáng)谷的MMD型位移傳感器綜合了基恩士?jī)纱笪灰飘a(chǎn)品系列的大部分優(yōu)點(diǎn)，并在低成本上有更大的優(yōu)勢(shì)。
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