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泓川科技 LTP 系列激光位移传感器全国产化制造流程细节全披露

2025-06-22 0


一、国产化背景与战略意义

在全球供应链竞争加剧的背景下,激光位移传感器作为工业自动化核心测量部件,其国产化生产对打破技术垄断、保障产业链安全具有重要战略意义。泓川科技 LTP 系列依托国内完整的光学、电子、机械产业链体系,实现了从核心零部件到整机制造的全流程国产化,彻底解决了接口卡脖子问题,产品精度与稳定性达到国际先进水平,同时具备更强的成本竞争力与定制化服务能力。



二、核心部件全国产化组成体系

(一)光学系统组件

激光发射单元

激光二极管:采用深圳镭尔特光电 655nm 红光 PLD650 系列(功率 0.5-4.9mW)及埃赛力达 905nm 红外三腔脉冲激光二极管,支持准直快轴压缩技术,波长稳定性 ±0.1nm,满足工业级高稳定性需求。

准直透镜:选用杭州秋籁科技 KEWLAB CL-UV 系列,表面粗糙度 < 1μm,聚焦精度 ±0.1°,确保光束平行度。

光学滤光片:深圳激埃特光电定制窄带滤光片,红外截止率 > 99.9%,有效消除环境光干扰。

激光接收单元

光电探测器:上海欧光电子代理 OTRON 品牌 PSD 位置敏感探测器,分辨率达 0.03μm(如 LTPD08 型号),北京中教金源量子点探测器正在实现自主替代。

聚焦透镜组:福州合创光电高精度分光棱镜,偏振消光比 > 1000:1,配合广州明毅电子阳极氧化支架,确保光路同轴度≤5μm。

(二)电子电路组件

信号处理模块

微处理器:龙芯中科 3A5000 工业级芯片,支持 - 40℃~+85℃宽温工作,运算速度达 1.5DMIPS/MHz,替代传统 ARM 架构芯片。

模数转换器(ADC):圣邦微电子 SGM5840 16 位高精度 ADC,采样率 100kSPS,噪声抑制 < 100μV,实现进口替代。

激光驱动电路:重庆东微电子 EMT1010A 信号放大器,支持 pA 级微弱电流检测,恒流源稳定性 ±0.1%。

接口与供电组件

通信接口芯片:方芯半导体 FCE1X00 系列 EtherCAT 从站控制器,兼容倍福协议,东土科技 PROFINET 芯片同步应用,解决工业总线协议卡脖子问题。

电源管理 IC:圣邦微电子 SGM61020 DC-DC 转换器,抗干扰稳压设计,电源纹波 < 50mV。

(三)机械结构组件

外壳与支架

金属外壳:广东长盈精密铝合金 / 不锈钢外壳,通过五轴 CNC 加工中心制造,尺寸精度 ±5μm,电磁屏蔽效能 > 80dB。

散热系统:深圳飞荣达导热硅胶与金属散热模组,热阻 < 0.5℃/W,确保激光二极管温度漂移≤10ppm/℃。

调节机构

聚焦调节:东莞铭普光磁电动聚焦旋钮,闭环伺服控制精度 0.1μm,支持自动校准功能。





三、全流程国产化制造设备体系

(一)光学元件加工与组装

激光二极管封装:卓兴半导体 Mini LED 像素固晶机,支持 0.1mm 级芯片贴装,金丝键合强度≥2g。

光路校准:上海拍频光电双频激光干涉仪(分辨率 0.077nm),校准光学支架同轴度,PV 值 <λ/10。

激光焊接:大族激光光纤耦合焊接机,焊接变形量 < 5μm,实现金属外壳与光学支架的密封焊接。

(二)电子电路制造

PCB 生产线:大族数控激光钻孔机(孔径精度 ±25μm)与激光直接成像设备,支持 HDI 板生产,线宽线距≤50μm。

SMT 贴装:深圳劲拓 JX-3000 系列贴片机,01005 元件贴装精度 ±50μm,回流焊炉温度均匀性 ±5℃。

质量检测:南京泊纳莱在线 AOI 检测仪,50μm 分辨率,焊点缺陷检测率 > 99.5%。

(三)机械结构加工

精密加工:广东大盈智能装备五轴 CNC 加工中心,光学支架孔位精度 ±5μm,表面粗糙度 Ra<0.8μm。

注塑成型:宁波海天 HTF 系列注塑机,防尘盖与旋钮成型精度 ±0.1mm,缩水率≤0.5%。

表面处理:广州明毅卷对卷电镀线,金属外壳阳极氧化膜厚 5-10μm,盐雾测试≥1000 小时。


四、国产化检测设备与质量控制体系

(一)光学性能检测

激光参数测试:深圳立仪科技光谱共焦位移传感器(分辨率 0.01μm),检测光斑质量;北京卓立汉光 M² 因子检测仪,评估光束发散度,M²<1.3。

光路校准:上海拍频光电 SLH 系列激光干涉仪(量程 0-100m,精度 ±0.5ppm),校准透镜焦距与面形误差。

(二)位移测量精度校准

标准基准:安徽泽攸科技 MF40-25A 压电位移台(行程 25mm,分辨率 1nm),苏州天准科技 ±1μm 高精度量块,构建纳米级校准体系。

性能测试:线性度测试平台(行程 1000mm,直线度 ±1μm/m),重复性测试装置(误差≤0.1μm),确保测量稳定性。

(三)环境与可靠性测试

环境模拟:武汉克莱美特高低温湿热试验箱(-40℃~+85℃,湿度 20%~95% RH),苏州苏试 SS-5000 振动台(5-2000Hz,加速度≤50g)。

电磁兼容:北京普源精电 RIGOL DS6000 系列示波器,检测 EMI 辐射与 ESD 静电放电(接触放电 ±15kV,空气放电 ±25kV),符合 EN 61000 标准。


五、典型产品型号与技术参数

类型型号参考距离测量范围光斑尺寸光源重复精度线性精度
投受光分离型LTPD088mm±0.8mmΦ20μm655nm 红光0.03μm<±0.5μm
高精度型LTP02525mm±1mmΦ18μm405nm 蓝光0.05μm<±0.6μm
中等量程型LTP8080mm±15mmΦ70μm655nm 红光0.5μm<±6μm
大量程型LTP400400mm±100mmΦ300μm655nm 红光3μm<±60μm
超大量程型LTP10001000mm±500mmΦ320μm655nm 红光12μm<±500μm


核心优势


投受光分离设计:如 LTPD08 支持同轴测量,中间空间可集成点胶针头、工业相机,适用于镜面 / 透明材料(如晶圆、薄膜),重复精度 0.03μm。

抗强光与环境适应性:蓝宝石防护镜 + 特殊滤波设计,可在 20000Lux 强光下稳定工作,IP67 防护等级适应恶劣工况。

宽量程与高精度兼容:LTP2250 量程达 2250±650mm,同时保持 50μm 重复精度,满足桥梁位移、路面起伏等长距离监测需求。



六、国产化驱动下的海外市场拓展

依托全流程国产化优势,LTP 系列产品在性价比、交付周期与定制化服务上展现显著竞争力,已批量出口至东南亚、欧洲、北美等地区,应用于汽车制造(如刹车片磨损检测)、半导体(晶圆高度监测)、工程机械(振动监测)等领域。海外客户反馈:


德国汽车零部件厂商:LTPD15 用于超声波焊接振幅测量,精度达 0.05μm,替代原日本品牌,成本降低 30%,交期缩短 50%。

东南亚电子制造企业:LTP025 蓝光版本成功解决透明 PCB 板厚度测量难题,抗干扰能力优于传统红光传感器,测量稳定性提升 40%。

北美工业设备集成商:LTP1000 大量程型号用于港口起重机定位,-40℃~+85℃宽温性能通过严苛认证,客户评价 “打破了欧美厂商在长距离测量领域的垄断”。


泓川科技通过构建 “核心部件 - 制造设备 - 检测体系” 全链条国产化生态,不仅实现了激光位移传感器的自主可控,更以技术创新推动产品走向全球市场,为中国高端传感器产业的国际化发展树立了标杆。


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