产品 / 涂层厚度测量传感器 - 紧凑型探头 t033

01 — 产品概述

配备 T033 测量头的 Enovasense Point Sensor

10 nm 至 1 mm 涂层厚度非接触测量

Enovasense Point Sensor 是一款基于激光光热辐射技术的仪器,用于测量工件上的涂层厚度:完全非接触、完全无损,并可实时测量。T033 测量头是我们的标准测量头,适用于绝大多数实验室和生产应用:它兼容最广泛的光学工具(单透镜、磁吸式支架、90° 反射镜头、长工作距离物镜),并覆盖 0.01 W 至 150 W 的全部激光功率。

它可在几乎任何基材上测量油漆、聚合物、胶粘剂、阳极氧化层、电镀层、热喷涂、冷喷涂、HVOF、PVD、CVD、PACVD、镀锌层和丝网印刷层,单一平台即可覆盖 10 nm 至 1 mm 的厚度范围。

非接触 无损 实时 10 nm → 1 mm 任何基材 实验室与在线

10nm-1mm
单一平台可测厚度范围
市场上最宽的测量范围
<3%
测量厚度的典型精度
取决于所选光学系统和涂层
100-1000ms
单点测量时间
满足在线生产节拍
9-150mm
配合不同光学工具的测量距离范围
测量头绝不接触样品

02 — 为什么选择 T033 Point Sensor

该传感器胜任生产线的六大理由

1. 非接触、无损,不受基材限制

传感器向涂层发射调制激光束,并通过内置探测器分析红外热响应。无任何探针接触工件,因此不会划伤刚喷涂的漆层或柔软的聚合物;无需切割样品,因此可以对 100% 的产品进行检测,而不是每千件抽取一件进行破坏性检测。该方法不受基材电学或磁学特性的影响,适用于金属、铝、钢、聚合物、玻璃和复合材料。

2. 一台传感器覆盖极宽的厚度范围

从 10 nm 的 PVD 层到 1 mm 的热喷涂层,一台 T033 Point Sensor 配合合适的光学工具和激光模块,即可覆盖全部范围。它可取代通常需要组合使用的 2 至 3 台涡流、超声波和 X 射线测量仪。

3. 实时输出,支持闭环控制

根据应用不同,每次测量耗时 100 ms 至 1 s。结果通过 Ethernet/TCP-IP 实时输出,可直接接入 MES、SPC 系统或闭环喷涂工艺。工艺漂移可在数秒内被发现,而不是在生产数千件之后。

4. 在汽车、航空航天、医疗和电子行业得到验证

该技术已在全球应用于关键涂层测量,包括与 Renault Group 共同拥有的专利(EP3781902B1),涉及在内燃机气缸孔内使用激光光热辐射技术。

5. 丰富的光学工具,适应真实工业几何形状

T033 测量头兼容 50 多种光学前端配置:焦距 9 mm 至 150 mm,光斑尺寸 0.3 mm 至 12 mm,包括直射单透镜、磁吸式透镜以及 90° 反射镜头,可使激光束到达直型测量头无法触及的部位——内槽、侧壁、台肩和孔。

6. 安全可靠,使用寿命长

激光光源的危险失效平均时间(MTTFd)为 1454 年,诊断覆盖率 > 99%;控制器集成安全联锁,可接入经认证的机器安全回路。激光二极管在连续使用下的 MTBF 为 11.4 年——除常规透镜清洁外,这些传感器可连续运行多年无需维护。


03 — 应用

T033 Point Sensor 的应用领域

T033 配置是 Enovasense 产品系列中用途最广的配置,覆盖最广泛的应用范围。典型应用包括:

汽车 气缸孔内壁铁基喷涂层(bore-spray)、油漆、底漆、胶粘剂、车身板镀锌层、刹车盘涂层、防腐涂层
航空航天 热障涂层(TBC)、可磨耗涂层、结构件阳极氧化层、粘结层、冷喷涂修复
医疗器械 植入物生物活性涂层、手术器械聚合物及 PVD 涂层
通用工业 粉末涂料、电泳漆、胶粘剂、丝印油墨、硬铬镀层、陶瓷涂层
消费电子 外壳装饰涂层、PCB 三防漆(conformal coating)、薄金属与聚合物叠层
半导体 PVD、CVD、PACVD、丝网印刷、溶胶-凝胶沉积的薄膜;介电层与封装层、掺杂晶圆厚度、环氧树脂层

04 — 技术

激光光热辐射技术的工作原理

模块发出的调制激光束经光纤传输至测量头,聚焦于涂层表面,在涂层内部产生受控的热波。测量头内的红外探测器捕获返回的热波,并从信号中提取两个物理量:热响应与激光调制之间的相位差和振幅比。涂层厚度随后通过基于参考样品建立的校准曲线由这些信号计算得出。

视频:激光光热测量原理

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为什么选择这项技术:总结

光热辐射技术完全基于光学和热学:不接触工件,也无需任何电学或磁学耦合。因此,传感器不受基材磁性、表面粗糙度(在较大范围内)、工件几何形状(平面、曲面、内孔)以及生产环境(粉尘、油雾、冷却液——前置镜头受保护且可清洁)的影响。校准只需使用具有代表性的参考样品进行一次,即可在生产中长期重复使用。


05 — 技术规格

完整技术参数表 — T033 配置

主要性能参数

可测厚度范围(Ep) 0.01 – 1000 µm
精度(σEp) < 测量厚度的 3%
测量时间(tm) 100 – 1000 ms
测量距离范围(dm) 9 – 150 mm(取决于所选前置镜头或物镜)
可选激光波长(λ) 455 nm、980 nm、1450 nm、1550 nm
可选激光功率(P) 0.01 – 150 W(取决于模块型号)
危险失效平均时间(MTTFd) 1454 年
诊断覆盖率(DCavg) > 99%

T033 测量头 — 机械与光学特性

测量头尺寸(Lh × Wh × Hh) 93 × 66 × 66 mm(圆柱形 Ø66 × 93 mm)
测量头重量 400 g
测量头光纤连接器 FC/PC
测量头电气连接器 推拉式(Push-Pull)
90° 模块 — 静态 可选
90° 模块 — 动态 可选 — T033 专属 — 型号 5104781
测量头工作温度 环境温度 < 35 °C

控制器 / 计算单元

计算单元尺寸(Lc × Wc × Hc) 123 × 200 × 85 mm(单模块 C3 版)
计算单元重量 1.7 kg(单模块 C3 版)
电源 +24 V DC / 最大 3 A
数据接口 Ethernet TCP/IP — CSV 导出 — 兼容 MES / SPC
安全 — 联锁连接器 M8 — 4 针 — 可接入安全回路
工作温度 −5 °C 至 +50 °C
光纤工作温度 < 100 °C — 最小弯曲半径 50 mm
电缆工作温度 < 100 °C

以上数值均为典型值。实际性能取决于所选部件的组合(模块功率、光学工具、光纤长度)及具体应用。如需针对您的样品进行性能评估,请联系 Enovasense。


06 — 产品结构

模块化传感器——六个部件组建所需系统

Point Sensor 由六个独立部件(另可选配检测站)组成,配置灵活。一套完整的传感器需要从下列六类中各选一件。对于多通道系统,部件 2 至 6 的订购数量须与测量通道数一致。

图 2 — 完整 Enovasense Point Sensor 套件的六个部件

1 控制器与软件 可容纳一个或多个模块, 集中管理供电与数据输出。 含完整的 Enovasense Suite 软件套件。 2 模块 激光光源 + 信号采集, 对应一个测量头。可选 波长与功率。每个测量 通道一个模块。 3 测量头 内含红外探测器与光机结构。 T033:标准测量头, Ø66 × 93 mm,400 g — 即本产品页。 4 光学工具 塑形激光束,决定光斑 尺寸和工作距离。 单透镜,或透镜 + 反射镜组合工具。 5 光纤 将激光功率从模块传至 测量头。长度 2 m 至 20 m。T033 采用 FC/PC – FC/PC 接头。 6 电缆 将数据信号从测量头传回 模块。T033 采用 LEMO 推拉式电缆, 长度 2 m 至 20 m。

升级无需整体更换。每个部件均有独立订货号。您可以提升激光功率、更改光斑尺寸、更换损坏的光纤或扩展为多通道配置,而无需更换系统其余部分。


07 — T033 配置可选部件

兼容 T033 测量头的完整型号清单

① 控制器与软件套件

每套系统需一台控制器,根据通道数选择规格。

型号 说明
5105475 单模块控制器 — 用于单通道配置
5105476 最多容纳 5 个模块 — T033 多通道
5105478 容纳 6 至 10 个模块 — 多通道 T033 系统

② 模块(激光 + 信号采集)

每个测量通道选择一个模块。波长和功率取决于涂层材料和厚度范围。

型号 波长 最大功率 典型应用
5105487 455 nm 3 W 在蓝光波段吸收的应用 — 如某些金属涂层
5105488 455 nm 10 W 高功率蓝光 — 厚涂层或低吸收涂层
5105480 980 nm 10 W 最常见的工业涂层 — 金属、陶瓷、热喷涂
5105481 980 nm 20 W 较厚涂层及低吸收配置
5105482 980 nm 150 W 超厚涂层 / 短节拍 — 特殊配置
5105486 1450 nm 1 W 在短波红外(SWIR)吸收的应用 — 聚合物、胶粘剂
5105484 1550 nm 1 W 对人眼更安全的 SWIR — 薄聚合物层和油漆层
5105483 1550 nm 3 W 对人眼更安全的中功率 SWIR
5105485 1550 nm 6 W 对人眼更安全的高功率 SWIR — 用于较厚聚合物层

激光光源的最大功率可能比标称值低最多 30%。

③ 测量头 — T033

型号 说明
5105489 T033:标准光学测量头 — Ø66 × 93 mm — 400 g — 兼容所有光学工具及动态 90° 模块

④ 光学工具 — T033(前置镜头 / 透镜 + 反射镜)

光学工具决定工件上的光斑尺寸以及测量头与工件之间的工作距离。工具分为三类:单前置镜头(螺纹式或磁吸式)、反射镜 + 透镜(90° 水平发射)和透镜 + 反射镜(倒置结构)。以下所有型号均兼容 T033 测量头。

工作距离 光斑尺寸 单透镜(螺纹式) 单透镜工具(磁吸式) 反射镜 + 透镜工具 透镜 + 反射镜工具
9 mm3 mm51080005108002——
12 mm0.3 mm51079965107998——
20 mm0.3 mm510476051057405105760—
20 mm0.7 mm510476151057415105761—
20 mm2.5 mm510476251057425105762—
20 mm4.9 mm510476351057435105763—
20 mm6.5 mm510476451057445105764—
40 mm0.8 mm5104765510574551057655105780
40 mm2.3 mm5104766510574651057665105781
40 mm3.3 mm5104767510574751057675105782
40 mm10 mm5104768510574851057685105783
40 mm12 mm5104769510574951057695105784
100 mm8.3 mm5106712510671451067165106717 (有效工作距离 35 mm)
150 mm12.4 mm5106720510672151067225106723 (有效工作距离 115 mm)

工作距离列为透镜的标称聚焦配置。对于透镜 + 反射镜工具,工具出射口到样品的有效距离较短,必要时在最右列注明。根据光学工具和涂层类别,测量距离公差从 ±0.5 mm(金属/陶瓷,工作距离 20 mm)到 ±20 mm(油漆/聚合物,工作距离 150 mm)不等。

长工作距离物镜 — 用于远距离安装

除上述前置镜头工具外,另有两款专用物镜可将测量距离延长至 200 mm,适用于高温工件、难以接近的几何形状及安全距离要求。

型号 工作距离 光斑尺寸
5105899 80 mm 3.3 mm
5105897 200 mm 3.3 mm

⑤ 光纤 — T033(FC/PC ↔ FC/PC)

T033 所有光纤均为 105 µm 纤芯多模光纤,两端均为 FC/PC 连接器。

型号 长度
51047402 m
51047413 m
51047425 m
510474310 m
510474415 m
510549120 m

⑥ 电缆 — T033(LEMO 推拉式)

每个测量头配一根电缆。T033 测量头两端均采用 LEMO 推拉式连接器。

型号 长度
51047502 m
51047513 m
51047525 m
510475310 m
510475415 m
510549220 m

08 — 配件与选项

多种辅助配件可在特定场景下扩展传感器的功能:

型号 配件
5105888光纤端面检测仪 — 用于现场检查光纤端面
5104786ISO 17025 认证参考样品套件 — 用于校准溯源
5104780T033 测量头防尘保护窗 — 建议在多尘喷漆室中使用
5105902样品观察相机
5105889工作距离测量传感器
5105900镜头吹气系统 — 用于污染环境(T033)
5105901样品吹气系统 — 用于污染环境(T033)
5105929测量头旋转模块 — 用于孔内角度扫描(T033)
5105904Point Sensor 实验室支架
5105903单工位自动换刀器 — 用于 Enovasense 磁吸式工具
5105940样品旋转台 — 用于集成到 Enovasense 检测站
5106481带抽屉 HKL 工作台 — 检测站底座
5105893年度维护服务 — 传感器
5105894年度维护服务 — 检测站
5105895交付与安装套餐

09 — 可选集成

从传感器到交钥匙检测站

T033 Point Sensor 可集成到 Enovasense 四款检测站中的任意一款。这些检测站包含安全防护罩、自动定位系统、PC 和专用 HMI,可将传感器转变为用于实验室、线边或在线的交钥匙测量方案。传感器须与检测站分开订购。

型号 名称 自动化 占地尺寸(长 × 宽 × 高) 典型应用
5104906 HKL 三轴直角坐标 825 × 1282 × 943 mm 平面或简单工件的实验室、研发及质量检测台
5105790 HKL-R 六轴机器人 1025 × 1282 × 943 mm 复杂三维工件 — 航空航天、涡轮、医疗植入物
5105512 HKXL 三轴 + 一轴上料 2600 × 2200 × 1250 mm 线边 100% 全检,发动机缸体等大型工件
5105513 HKXL-IL 在线三轴 + 上料 2600 × 2200 × 1250 mm 与上下游输送线完全在线集成

需要协助确定配置?T033 测量头兼容所有 Enovasense 模块、光学工具和检测站。请向 Enovasense 提供您的涂层与基材、厚度范围和产量信息,我们将为您推荐六个部件的最佳组合,并在需要时推荐合适的检测站。

T033 测量头与控制器
T033 测量头与控制器 T033 正视图 T033 侧视图 T033 镜头面 T033 透视图 控制器正视图 控制器透视图

参考

参考 名称 状态 / 价格 技术规格书
C3-W455P1-T33 Point Sensor 1W 455nm 可用
按报价
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C3-W1470P1-T33 Point Sensor 1W 1470nm 可用
按报价
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C3-W1550P3-T33 Point Sensor 3W 1550nm 可用
按报价
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C3-W980P1-T33 Point Sensor 1W 980nm 可用
按报价
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C3-W980P10-T33 Point Sensor 10W 980nm 可用
按报价
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